微波炉是现代家庭烹饪食物的高级电子炊具,体积小、重量轻、噪音小、效率高、能效高、安全卫生。它通过电磁加热原理加热食物,利用电流通过线圈产生磁场,这个磁场的磁力线通过铁锅底部的磁条形成闭合回路时产生无数个小漩涡,铁锅底部的铁子高速运动,产生热量。然后加热食物。这种加热方式减少了中间过程的热传导,达到了相当高的热效率。
微波炉的交流磁场控制主要通过磁路的电源开关IGBT来实现,该仪器的性能和控制方式对微波炉的质量起着特别重要的作用。
微波炉的操作需要高速交流磁场,主要通过IGBT控制线圆盘的冲击放电来实现。同时,微波炉的船板属于电感,所以一般情况下,电磁炉IGBT内部集成了制动二极管,具有速流作用。如内部未集成阻尼二极管,则需要外部阻尼二极管。为了对IGBT进行丝盘控制,微波炉的控制方式包括单管控制电路、半桥控制电路、半桥控制电路、
单管控制电路只需通过单个IGBT负责开通和关闭操作。这种控制方式成本很低。IGBT开通后,电流通过线圈快速充电,IGBT关闭后,线圈电流通过谐振电容器充电,产生高反电压,如果单管电路超过IGBT的内压,IGBT瞬间击穿。也就是人们说的爆破器。正常工作时,此电压大约在1000-1100V之间,如果电路受到干扰或其他意外因素的影响,此电压会上升,因此必须及时保护。
半桥控制电路需要两个IGBT。这种控制方法成本低,不存在高背压问题,大大提高了产品的可靠性。此外,连续功率可以非常低,低功率不存在影响IGBT工作状态的问题,一般可以持续加热所有功率,但根据组件工作频率,一般可以达到最大功率的20%,特殊设计可以达到最大功率的10%。
全校控制需要4个IGBT,成本比前两种方法高,逆压力大,周围电路简单。理论上电流可以无限增大,在三种电路中,整个桥接电路可以满足最大功率要求,一般最大功率可以达到几十万瓦。但是,在充电过程中电流可能会非常大,因此会出现驱动异常,从而导致IGBT击穿的情况。
下图用电磁炉显示了电气拓扑结构,硬件电路分为整流、开关、电磁加热三个部分。其中,开关部分为IGBT:
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