Схема включения магнетрона: Принцип работы и схема включения магнетрона микроволновой печи

С заменой справится любой, кто хоть раз держал в руках отвертку и умеет прозванивать диоды. Знания касаемо принципа работы, устройства и коэффициента полезного действия элемента не потребуются. Не всегда можно отыскать такой же магнетрон, что и был

Но подойдет аналогичная деталь. Мощность выбирается та же или выше, крепления и разъемы подключения должны совпадать.

Независимо от производителя, магнетроны имеют единое устройство, отличается только конструкция. Поэтому, заменяя деталь, нужно убедиться, что аналог плотно прилегает к волноводу.

Благодаря серийному изготовлению СВЧ блоков микроволновка становится простой, но полезной в условиях кухни техникой, которая в разы облегчает процедуру приготовления или разогрева пищи. Обслуживать ее легко, а конструкция не предполагает незаменимых деталей, что повышает надежность. Бытует мнение, что излучения от микроволн – вредны, но это не более чем миф.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Схема блока питания микроволновки

Устройство и конструкция СВЧ-печи

Главная деталь в любой СВЧ печи – это магнетрон. Магнетрон – это такая специальная вакуумная лампа, которая создаёт СВЧ-излучение. СВЧ-излучение весьма интересным образом воздействует на обычную воду, которая содержится в любой пище.

При облучении электромагнитными волнами частотой 2,45 ГГц молекулы воды начинают колебаться. В результате этих колебаний возникает трение. Да, обычное трение между молекулами. За счёт трения выделяться тепло. Оно то и разогревает пищу изнутри. Вот так вкратце можно объяснить принцип действия микроволновки.

Конструкция микроволновки.

Конструктивно микроволновая печь состоит из металлической камеры, в которой приготавливается пища. Камера снабжена дверцей, которая не позволяет излучению выйти наружу. Для равномерного разогрева пищи внутри камеры установлен вращающийся столик, который приводится в движение мото-редуктором (мотором), который сокращённо называется T.T.Motor (Turntable motor).

СВЧ-излучение генерируется магнетроном и через прямоугольный волновод подаётся в камеру. Для охлаждения магнетрона во время работы служит вентилятор F.M (Fan motor), который прогоняет холодный воздух через магнетрон. Далее нагретый воздух от магнетрона через воздуховод направляется в камеру и также используется для нагрева пищи. Через специальные неизлучающие отверстия часть нагретого воздуха и водяной пар выводится наружу.

В некоторых моделях СВЧ-печей для формирования равномерного нагрева пищи используется диссектор, который устанавливается в верхней части камеры микроволновки. Внешне диссектор напоминает вентилятор, но он предназначен для создания определённого типа СВЧ-волны в камере так, чтобы осуществлялся равномерный прогрев пищи.

Электрическая схема микроволновки.

Давайте взглянем на упрощённую электрическую схему рядовой микроволновки (кликните для увеличения).

Как видим, схема состоит из управляющей части и исполнительной. Управляющая часть, как правило, состоит из микроконтроллера, дисплея, кнопочной или сенсорной панели, электромагнитных реле, зуммера. Это «мозги» микроволновки. На схеме всё это изображено отдельной платой с надписью Power and Control Curcuit Board. Для питания управляющей части микроволновки используется небольшой понижающий трансформатор. На схеме он отмечен как L.V.Transformer (показана только первичная обмотка).

Микроконтроллер через буферные элементы (транзисторы) управляет электромагнитными реле: RELAY1, RELAY2, RELAY3. Они включают/выключают исполнительные элементы СВЧ-печи в соответствии с заданным алгоритмом работы.

Исполнительные элементы и цепи — это магнетрон (Magnetron), мото-редуктор столика T.T.Motor (Turntable motor), охлаждающий вентилятор F.M (Fan Motor), ТЭН гриля (Grill Heater), лампа подсветки O.L (Oven Lamp).

Особо отметим исполнительную цепь, которая является генератором СВЧ-излучения.

Начинается эта цепь с высоковольтного трансформатора (H.V.Transformer). Он самый здоровый в микроволновке. Собственно, это и не удивительно, ведь через него нужно прокачать мощность в 1500 — 2000 Вт (1,5 — 2 kW), необходимых для магнетрона. Выходная же (полезная) мощность магнетрона 500 — 850 Вт.

К первичной обмотке трансформатора подводится переменное напряжение сети 220V. С одной из вторичных обмоток снимается переменное напряжение накала 3,15V. Оно подводится к накальной обмотке магнетрона. Накальная обмотка необходима для генерации (эмиссии) электронов. Стоит отметить, что ток, потребляемый этой обмоткой, может достигать 10A.

Другая вторичная обмотка высоковольтного трансформатора, а также схема удвоения напряжения на высоковольтном конденсаторе (H.V.Capacitor) и диоде (H.V. Diode) создаёт постоянное напряжение в 4kV для питания анода магнетрона. Ток анода небольшой и составляет где-то 300 мА (0,3A).

В результате электроны, эмитированные накальной обмоткой, начинают своё движение в вакууме.

Особая траектория движения электронов внутри магнетрона создаёт СВЧ-излучение, которое и нужно нам для нагрева пищи. СВЧ-излучение отводится из магнетрона с помощью антенны и поступает в камеру через отрезок прямоугольного волновода.

Вот такая несложная, но весьма изощрённая схема является неким СВЧ-нагревателем. Не стоит забывать, что сама камера СВЧ-печи является элементом данного СВЧ-нагревателя, так как представляет, по сути, резонатор, в котором возникает электромагнитное излучение.

Кроме этих элементов в схеме микроволновой печи есть множество защитных элементов (см. термовыключатели KSD и аналоги.). Так, например, термовыключатель контролирует температуру магнетрона. Его штатная температура при работе где-то 80 0 – 100 0 C. Этот термовыключатель крепится на магнетроне. По умолчанию он не показан на упрощённой схеме.

Другие защитные термовыключатели подписаны на схеме, как OVEN THERMAL CUT-OUT (устанавливается на воздуховоде), GRILL THERMAL CUT-OUT (контролирует температуру гриля).

При наличии нештатной ситуации и перегреве магнетрона термовыключатель размыкает цепь, и магнетрон перестаёт работать. При этом термовыключатель выбирается с небольшим запасом — на температуру отключения 120 – 145 0 С.

Весьма важными элементами микроволновой печи являются три переключателя, которые встроены в правый торец камеры СВЧ-печи. При закрытии передней дверцы два переключателя замыкают свои контакты (PRIMARY SWITCH – главный выключатель, SECONDARY SWITCH– вторичный выключатель). Третий – MONITOR SWITCH (контрольный выключатель) – размыкает свои контакты при закрытии дверцы.

Неисправность хотя бы одного из этих выключателей приводит к неработоспособности микроволновки и срабатыванию плавкого предохранителя (Fuse).

Чтобы снизить помехи, которые поступают в электросеть при работающей СВЧ-печи, имеется сетевой фильтр — NOISE FILTER.

Дополнительные элементы микроволновки.

Кроме базовых элементов конструкции, микроволновка может быть оснащена грилем и конвектором. Гриль может быть выполнен в виде нагревательного элемента (ТЭН’а) или инфракрасных кварцевых ламп. Эти элементы микроволновки очень надёжны и редко выходят из строя.

Нагревательные элементы гриля: металло-керамический (слева) и инфракрасный (справа).

Инфракрасный нагреватель представляет собой 2 последовательно включенные инфракрасные кварцевые лампы на 115V (500 — 600W).

В отличие от микроволнового нагрева, который происходит изнутри, гриль создаёт тепловое излучение, которое разогревает пищу снаружи внутрь. Гриль разогревает пищу медленнее, но без него невозможно приготовить поджаристую курочку .

Конвектор — это, не что иное, как вентилятор внутри камеры, который работает в паре с нагревателем (ТЭН’ом). Вращение вентилятора обеспечивает циркуляцию горячего воздуха в камере, что способствует равномерному прогреву пищи.

Про фьюз-диод, высоковольтный конденсатор и диод.

Элементы в цепи питания магнетрона обладают интересными свойствами, которые нужно учитывать при ремонте микроволновки.

Так, по умолчанию, высоковольтный конденсатор (H.V.Capacitor) имеет встроенный резистор.

Он служит для разряда конденсатора. Дело в том, что конденсатор находится под высоким напряжением (2 кВ), и поэтому после выключения СВЧ-печи требуется его разряд. Это предохранительная мера. Также бывает, что резистор внутри конденсатора перегорает, и конденсатор не разряжается. Поэтому перед проведением ремонта микроволновки рекомендуется принудительно разряжать конденсатор на корпус.

Внешний вид высоковольтного конденсатора 1.0µF * 2100V AC.

Высоковольтный диод (H.V. Diode) является комбинированным элементом и состоит из целой вереницы последовательно включенных диодов. Это позволяет составному диоду работать с высоким напряжением. Но в этом кроется подвох. Дело в том, что протестировать такой диод стандартной методикой проверки не удастся. Мультиметр просто не сможет «открыть» такой диод из-за того, что пороговое (прямое) напряжение отпирания (V_F) диодов складываются. В результате в прямом и обратном включении высоковольтный диод будет иметь высокое сопротивление.

Так, например, для диода HVR-1X3 максимальное прямое напряжение (V_F) составляет 11V. Если учесть, что обычно падение напряжения на переходе в прямом включении (V_F) у кремниевых диодов составляет 1 — 1.1V, то получается, что в диоде HVR-1X3 ориентировочно смонтировано 10 последовательно включенных диодов.

Максимальное постоянное обратное напряжение такого диода — 12kV!

В некоторых микроволновых печах параллельно высоковольтному конденсатору устанавливается фьюз-диод (защитный диод). По сути, фьюз-диод — это двунаправленный высоковольтный супрессор. Он служит для того, чтобы защитить конденсатор от завышенного рабочего напряжения, которое чревато выходом из строя последнего. Но на практике чаще бывает так, что он сам и выходит из строя. В таком случае ремонтники просто удаляют его из цепи, как ненужный аппендикс. На деле оказалось, что микроволновки прекрасно работают и без такого диода.

Для тех, кто желает более детально разобраться в устройстве СВЧ-печей, подготовлен архив с сервисными инструкциями микроволновых печей (Daewoo, SANYO, Samsung, LG). В инструкции приведены принципиальные схемы, схемы разборки, рекомендации по проверке элементов, список комплектующих.

Также рекомендуем ознакомиться с книгой «Ремонт микроволновых печей».

Микроволновые печи с электромеханическим управлением обычно имеют стандартную электрическую схему. Отличия между различными моделями незначительны и не носят принципиального характера.

Силовая часть печей с электронными блоками управления практически не отличается от печей с электромеханическим управлением. На принципиальной схеме эти отличия проявляются лишь в том, что вместо контактов таймера присутствуют контакты реле. Иногда вместо репе ставится симистор, однако режим его работы фактически тот же, что и у таймера.

Такая взаимозаменяемость блоков управления позволяет, в частности, вдыхать новую жизнь в печи с напрочь сгоревшей электроникой путем замены электронного блока управления на электромеханический или на электронный, но от другой модели. Ограничения на подобную замену связаны, в основном, с габаритными размерами, особенностями крепежа и конструкцией механизма открытия дверцы.

В качестве примера рассмотрим схему микроволновой печи «Samsung RE290D», изображенной на рис. 1.

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема микроволновой печи «Samsung RE290D»

Чтобы включить СВЧ нагрев, требуется подать напряжение 220 В на первичную обмотку высоковольтного трансформатора. Это будет происходить, если контакты микропереключателя «Monitor switch» (MS) разомкнуты, а контакты всех остальных элементов цепи замкнуты. Рассмотрим условия, при которых устанавливается требуемое состояние контактов.

Термореле «cavity TCO» и «magnetron TCO» замкнуты, если температура камеры и магнетрона не превышает допустимой температуры.

Микропереключатели «primary switch» (PS) и «secondary switch» (SS) осуществляют блокировку включения магнетрона при открытой дверце и замыкаются при ее закрытии. На рисунке состояние микропереключателей соответствует открытой дверце.

Включение микроволновой печи происходит при установке ручки таймера на заданное время. При этом замыкаются контакты «timer switch» (TS), находящиеся внутри таймера. На обмотку страхующего реле «safety relay» начинает поступать напряжение, и его контакты замыкаются. В результате включаются электродвигатели таймера и вентилятора, а на трансформатор через сопротивление «resistor» подается напряжение.

Микропереключатель «monitor switch» контролирует исправную работу элементов блокировки дверцы. Если по какой-либо причине микропереключатели PS и SS перестанут размыкаться, то попытка включить печь с открытой дверцей приведет к перегоранию предохранителя «monitor fuse».

Вследствие этого включение реле SR станет невозможным, и генерации СВЧ мощности не произойдет. Следует обратить внимание, что для согласованной работы микропереключатель PS должен замыкаться позже, а размыкаться раньше, чем, соответственно, разомкнутся и замкнутся контакты MS. Нарушение этого синхронизма приведет к тому, что контакты PS замкнутся до того, как разомкнется MS, или наоборот, контакты MS замкнутся раньше, чем разомкнется PS. В обоих случаях это приведет к кратковременному короткому замыканию по входу с последующим перегоранием предохранителя. К сожалению, подобный асинхронизм в работе микропереключателей явление нередкое, поэтому, если в микроволновой печи без всяких видимых причин при закрытии или открывании дверцы горят предохранители, проблема, скорее всего, именно в несогласованной работе микропереключателей.

Резистор R1 служит для снижения пускового тока и работает лишь несколько миллисекунде процессе каждого включения, до тех пор пока не сработает реле «inrush relay», напряжение на которое подается одновременно с началом прохождения тока через резистор.

Необходимость сопротивления вызвана тем, что в начальный момент, высоковольтный конденсатор разряжен и в положительный полупериод, когда на диод подано прямое смещение, вторичная обмотка трансформатора оказывается замкнута «накоротко». В результате, при включении печи, происходит резкий бросок тока и она вздрагивает как от испуга, передавая свое душевное состояние окружающим. Сопротивление позволяет ограничить пусковой ток на некоторое время, в течение которого конденсатор постепенно заряжается до номинального значения и печь плавно входит в рабочий режим.

В настоящее время большинство развитых стран имеют стандарты, ограничивающие величину пускового тока, поэтому рассматриваемые элементы становятся обязательным атрибутом микроволновых печей с электромеханическим управлением.

Микропереключатель « VPS switch», установленный на таймере, служит для регулировки мощности. При задании уровня мощности меньше максимального он осуществляет периодическое отключение печи в соответствии с рисунком

Фильтр «noise filter» служит для снижения радиопомех, проникающих по цепям питания во
внешнюю сеть. Схема содержит также лампу накаливания «lamp» и двигатели таймера «timer motor» и вентилятора «fan motor», назначение которых не требует комментариев.

В зависимости от модели микроволновой печи, она может не иметь каких-либо рассмотренных компонентов или, наоборот, иметь дополнительные (например, при использовании комбинированных способов нагрева), однако это не вносит существенных изменений в работу электрической схемы.

В отличие от силовой части микроволновых печей, схемы электронных блоков управления имеют гораздо большее разнообразие. Особенно отличаются между собой печи, не имеющие специализированного микроконтроллера, построенные на основе дискретных элементов. Это характерно для первых моделей, которые в настоящий момент не выпускаются, но еще имеются в обиходе. В связи с этим не имеет смысла рассматривать какую-либо из схем в качестве примера.

Вместо этого рассмотрим работу некоторых наиболее часто встречающихся узлов и связанные с ними неисправности.

Схема начальной установки (рис. 2), предназначена для предварительного сброса в «0» ячеек памяти ОЗУ и установки всех имеющихся в схеме триггеров, счетчиков и т.п. в исходное состояние при подаче напряжения на блок управления.

Рис. 2. Схема начальной установки

В момент включения микроволновой печи в сеть конденсатор С разряжен, поэтому напряжение на нем равно «0» и на вход «reset» контроллера поступает сигнал сброса. Через короткий промежуток времени конденсатор зарядится через сопротивление R до напряжения питания, сигнал сброса на входе исчезнет и схема будет готова к дальнейшей работе.

Иногда сигнал сброса формируется не только при включении питания, но и при его снятии. Схема устройства, выполняющего данную функцию, показана на рис. 3.

Рис. 3. Схема начальной установки и контроля питания

Данная схема производит общий сброс и в том случае, если по какой-либо причине напряжение питания на микроконтроллере превысит допустимое.

Генератор тактовых импульсов, как правило, находится внутри микроконтроллера, за исключением источника опорной частоты, в качестве которого обычно используется кварцевый резонатор. Схема его подключения и сигналы на входе (BQ1) и выходе (BQ2) каскада усиления показаны на рис. 4.

Рис. 4. Схема подключения кварцевого резонатора

Формирователь сетевых синхроимпульсов предназначен для привязки времени включения и выключения силового источника питания к моменту прохождения амплитуды сетевого напряжения через ноль. Это позволяет предотвратить нежелательные выбросы тока в момент коммутации. Схема формирователя представлена на рис. 5.

Рис. 5. Схема формирователя импульсов

Он представляет собой транзисторный усилитель ключевого типа. В отрицательный полупериод транзистор закрыт и напряжение на выходе равно нулю. В положительный полупериод транзистор быстро входит в насыщение и амплитуда сигнала на выходе становится равной напряжению питания транзистора. Изменение выходного напряжения на выходе усилителя воспринимается микроконтроллером как момент перехода сетевого напряжения через ноль.

Коммутация элементов силовой цепи, как правило, производится посредством реле, установленных на блоке управления. Схема включения реле показана на рис. 6.

Рис. 6. Схема управления включением реле

Особенностью многих схем аналогичного назначения является невозможность включения силовой цепи (реле RY1) без предварительного включения вентилятора (реле RY2) и при открытой дверце камеры. В рассматриваемом случае это достигается тем, что ток через транзистор Q3, который включает реле RY1, может протекать только при замкнутом микропереключателе «DOOR» и открытом транзисторе Q2, включающем вентилятор, лампу и двигатель столика.

Схема формирования импульсов звуковой частоты предназначена для генерации зуммером звукового сигнала. Во многих случаях эта функция выполняется микроконтроллером с помощью программных средств. Однако в некоторых печах микроконтроллер задает только время звучания сигнала, а генератор звуковой частоты выполнен на дискретных элементах. В качестве примера рассмотрим рис. 7.

Рис. 7. Схема генератора сигнала звуковой частоты

Схема состоит из мультивибратора на транзисторах Q1, Q2 и усилителя на транзисторе Q3.
При отсутствии управляющего сигнала все транзисторы закрыты. При поступлении сигнала управления (+5 В) база транзистора Q2 оказывается под высоким потенциалом и он отпирается. Происходит постепенный заряд конденсатора С1 через резистор R4. В какой-то момент напряжение на нем, а соответственно, и на базе транзистора Q1 превысит напряжение отпирания, транзистор Q1 откроется, в результате чего напряжение на базе транзистора Q2 упадет и он закроется.

Конденсатор начнет разряжаться через сопротивления R1, R2, пока напряжение на нем не упадет до такого значения, при котором закроется транзистор Q1. После этого весь цикл будет повторяться до тех пор, пока не исчезнет управляющий сигнал. В те моменты, когда открыт транзистор Q1, будет открываться и транзистор Q3, в результате чего на вход зуммера будет поступать переменный сигнал звуковой частоты.

Схема контроля питания (рис. 8) производит общий сброс микроконтроллера, в том случае, если питающее напряжение на нем превышает допустимый уровень.

Рис. 8. Схема контроля питания

Напряжение стабилизации на стабилитроне чуть меньше напряжения питания, поэтому в обычном режиме падение напряжения на резисторе R1 и соответственно на базе транзистора составляет доли вольта. Транзистор закрыт, но находится на грани открытия. Прирост напряжения выше номинального полностью падает на резисторе R1, поэтому даже относительно небольшое увеличение напряжения питания, свидетельствующее о неполадках в схеме стабилизации, приводит к быстрому отпиранию транзистора и формированию сигнала сброса.

Подключение клавиатуры осуществляется в мультиплексном режиме (рис. 9).

Рис. 9 Схема подключения клавиатуры

На линии сканирования от микроконтроллера поочередно поступают короткие импульсы, синхронно смещенные относительно друг друга по времени.

При нажатии одной из кнопок последовательность импульсов, проходящих по подключенной к ней линии сканирования, поступает на соответствующую ей линию отклика и возвращается обратно в микроконтроллер, на один из его входов. Номер входа, по которому вернулись импульсы, и время их прибытия позволяют микроконтроллеру однозначно определить, какая из кнопок в данный момент нажата.

Поскольку подключение клавиатуры во многом аналогично рассмотренному ранее подключению знакосинтезирующих индикаторов, то в обоих случаях можно использовать одни и те же линии сканирования.

Диоды D1 — D4 служат для предотвращения замыкания выходов микроконтроллера при одновременном нажатии нескольких кнопок. Резисторы R1 — R4 фиксируют состояние логического «0», если ни одна из кнопок на данной линии отклика не нажата.

В рассматриваемом случае активным является низкий уровень напряжения, поэтому резисторы подключены к шине питания «-5 В».

Источники питания для цепей блока управления, как правило, имеют несколько выходных напряжений. Например, на рис. 10 показан источник питания, используемый во многих микроволновых печах компании «Samsung».

Рис. 10. Типовая схема питания блока управления микроволновой печи

В цепи накала люминесцентного индикатора используется переменное напряжение 2,5 В.

Анодное напряжение — -31 В создается схемой удвоения на диоде D2 и конденсаторе С2,-работа которой аналогична работе силового блока питания. Питание репе и зуммера осуществляется от стабилизированного напряжения -12 В, формируемого выпрямителем на диоде D1, управляющим транзистором Q, источником опорного напряжения на стабилитроне ZD и резисторе R1 и сглаживающими фильтрами на конденсаторах С1 и С3.

Дополнительный стабилизатор на интегральной микросхеме IC1 осуществляет питание микроконтроллера. На вход IC1 подается напряжение -12 В, с выхода снимается хорошо стабилизированное напряжение -5 В.

Параллельно первичной обмотке трансформатора иногда включается варистор, полупроводниковый прибор на основе окиси цинка. Назначение варистора состоит в том, чтобы предохранить блок питания от скачков напряжения (которые могут происходить при отключении мощной нагрузки, например магнетрона).

Вольт-амперная характеристика варистора напоминает аналогичную характеристику двунаправленного стабилитрона (рис. 11).

Рис. 11. Внешний вид, условное обозначение и вольт-амперная характеристика варистора

Скачок напряжения на входе трансформатора приводит к резкому снижению сопротивления варистора и, как следствие, к выравниванию напряжения. Поскольку при этом через варистор протекает большой ток, то длительное воздействие повышенного напряжения приводит к его перегоранию.

При выходе варистора из строя замену ему можно не искать, достаточно выпаять его останки из платы и зачистить обугленные места. С учетом того, что в России повышенное напряжение в сети явление нередкое, в микроволновые печи, поставляемые в нашу страну, варистор, как правило, не ставится.

В некоторых печах (например, «Moulinex») используются бестрансформаторные блоки питания (рис. 12).

Рис. 12. Схема бестрансформаторного блока питания

Вместо трансформатора в данной схеме используется делитель напряжения, основными элементами которого являются конденсаторы С1 и СЗ и резистор R2. Сетевое напряжение, выпрямленное диодом D1, делится на перечисленных элементах пропорционально их сопротивлениям.

Реактивное сопротивление конденсатора обратно пропорционально его емкости и может быть вычислено по формуле:

Если частота f измеряется в герцах, а емкость С в фарадах, то размерностью сопротивления Хс будут Омы. По сравнению с обычным резистивным делителем емкостной обладает тем преимуществом, что преобразует напряжение практически без потерь мощности.

Диод D1, помимо основной своей функции, связанной с выпрямлением напряжения, не позволяет разряжаться конденсатору С3, когда напряжение на нем превышает напряжение на входе. В итоге на конденсаторе С3 накапливается заряд, создающий постоянное напряжение величиной около 30 В.

В дальнейшем оно с помощью цепочки стабилитронов преобразуется в ряд стабилизированных напряжений, необходимых для работы блока управления. Резистор R1 служит для разрядки конденсатора С1 после отключения печи из сети. Характерной особенностью аналогичных блоков питания является то, что общая шина связана не с корпусом печи, а с одним из выводов сетевого напряжения.

Если в розетке, к которой подключена микроволновая печь, нулевой и фазовый провод перепутаны местами, то все элементы блока управления могут находиться под напряжением 220 В. Это никак не отражается на работе самого блока управления, но требует осторожности при проведении ремонтных работ.

Удачи в ремонте!

Всего хорошего, пишите to Elremont © 2007

Микроволновые печи с электромеханическим управлением обычно имеют стандартную электрическую схему. Отличия между различными моделями незначительны и не носят принципиального характера.

Силовая часть печей с электронными блоками управления практически не отличается от печей с электромеханическим управлением. На принципиальной схеме эти отличия проявляются лишь в том, что вместо контактов таймера присутствуют контакты реле. Иногда вместо репе ставится симистор, однако режим его работы фактически тот же, что и у таймера.

Такая взаимозаменяемость блоков управления позволяет, в частности, вдыхать новую жизнь в печи с напрочь сгоревшей электроникой путем замены электронного блока управления на электромеханический или на электронный, но от другой модели. Ограничения на подобную замену связаны, в основном, с габаритными размерами, особенностями крепежа и конструкцией механизма открытия дверцы.

В качестве примера рассмотрим схему микроволновой печи «Samsung RE290D», изображенной на рис. 1.

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема микроволновой печи «Samsung RE290D»

Чтобы включить СВЧ нагрев, требуется подать напряжение 220 В на первичную обмотку высоковольтного трансформатора. Это будет происходить, если контакты микропереключателя «Monitor switch» (MS) разомкнуты, а контакты всех остальных элементов цепи замкнуты. Рассмотрим условия, при которых устанавливается требуемое состояние контактов.

Термореле «cavity TCO» и «magnetron TCO» замкнуты, если температура камеры и магнетрона не превышает допустимой температуры.

Микропереключатели «primary switch» (PS) и «secondary switch» (SS) осуществляют блокировку включения магнетрона при открытой дверце и замыкаются при ее закрытии. На рисунке состояние микропереключателей соответствует открытой дверце.

Включение микроволновой печи происходит при установке ручки таймера на заданное время. При этом замыкаются контакты «timer switch» (TS), находящиеся внутри таймера. На обмотку страхующего реле «safety relay» начинает поступать напряжение, и его контакты замыкаются. В результате включаются электродвигатели таймера и вентилятора, а на трансформатор через сопротивление «resistor» подается напряжение.

Микропереключатель «monitor switch» контролирует исправную работу элементов блокировки дверцы. Если по какой-либо причине микропереключатели PS и SS перестанут размыкаться, то попытка включить печь с открытой дверцей приведет к перегоранию предохранителя «monitor fuse».

Вследствие этого включение реле SR станет невозможным, и генерации СВЧ мощности не произойдет. Следует обратить внимание, что для согласованной работы микропереключатель PS должен замыкаться позже, а размыкаться раньше, чем, соответственно, разомкнутся и замкнутся контакты MS. Нарушение этого синхронизма приведет к тому, что контакты PS замкнутся до того, как разомкнется MS, или наоборот, контакты MS замкнутся раньше, чем разомкнется PS. В обоих случаях это приведет к кратковременному короткому замыканию по входу с последующим перегоранием предохранителя. К сожалению, подобный асинхронизм в работе микропереключателей явление нередкое, поэтому, если в микроволновой печи без всяких видимых причин при закрытии или открывании дверцы горят предохранители, проблема, скорее всего, именно в несогласованной работе микропереключателей.

Резистор R1 служит для снижения пускового тока и работает лишь несколько миллисекунде процессе каждого включения, до тех пор пока не сработает реле «inrush relay», напряжение на которое подается одновременно с началом прохождения тока через резистор.

Необходимость сопротивления вызвана тем, что в начальный момент, высоковольтный конденсатор разряжен и в положительный полупериод, когда на диод подано прямое смещение, вторичная обмотка трансформатора оказывается замкнута «накоротко». В результате, при включении печи, происходит резкий бросок тока и она вздрагивает как от испуга, передавая свое душевное состояние окружающим. Сопротивление позволяет ограничить пусковой ток на некоторое время, в течение которого конденсатор постепенно заряжается до номинального значения и печь плавно входит в рабочий режим.

В настоящее время большинство развитых стран имеют стандарты, ограничивающие величину пускового тока, поэтому рассматриваемые элементы становятся обязательным атрибутом микроволновых печей с электромеханическим управлением.

Микропереключатель « VPS switch», установленный на таймере, служит для регулировки мощности. При задании уровня мощности меньше максимального он осуществляет периодическое отключение печи в соответствии с рисунком

Фильтр «noise filter» служит для снижения радиопомех, проникающих по цепям питания во
внешнюю сеть. Схема содержит также лампу накаливания «lamp» и двигатели таймера «timer motor» и вентилятора «fan motor», назначение которых не требует комментариев.

В зависимости от модели микроволновой печи, она может не иметь каких-либо рассмотренных компонентов или, наоборот, иметь дополнительные (например, при использовании комбинированных способов нагрева), однако это не вносит существенных изменений в работу электрической схемы.

В отличие от силовой части микроволновых печей, схемы электронных блоков управления имеют гораздо большее разнообразие. Особенно отличаются между собой печи, не имеющие специализированного микроконтроллера, построенные на основе дискретных элементов. Это характерно для первых моделей, которые в настоящий момент не выпускаются, но еще имеются в обиходе. В связи с этим не имеет смысла рассматривать какую-либо из схем в качестве примера.

Вместо этого рассмотрим работу некоторых наиболее часто встречающихся узлов и связанные с ними неисправности.

Схема начальной установки (рис. 2), предназначена для предварительного сброса в «0» ячеек памяти ОЗУ и установки всех имеющихся в схеме триггеров, счетчиков и т.п. в исходное состояние при подаче напряжения на блок управления.

Рис. 2. Схема начальной установки

В момент включения микроволновой печи в сеть конденсатор С разряжен, поэтому напряжение на нем равно «0» и на вход «reset» контроллера поступает сигнал сброса. Через короткий промежуток времени конденсатор зарядится через сопротивление R до напряжения питания, сигнал сброса на входе исчезнет и схема будет готова к дальнейшей работе.

Иногда сигнал сброса формируется не только при включении питания, но и при его снятии. Схема устройства, выполняющего данную функцию, показана на рис. 3.

Рис. 3. Схема начальной установки и контроля питания

Данная схема производит общий сброс и в том случае, если по какой-либо причине напряжение питания на микроконтроллере превысит допустимое.

Генератор тактовых импульсов, как правило, находится внутри микроконтроллера, за исключением источника опорной частоты, в качестве которого обычно используется кварцевый резонатор. Схема его подключения и сигналы на входе (BQ1) и выходе (BQ2) каскада усиления показаны на рис. 4.

Рис. 4. Схема подключения кварцевого резонатора

Формирователь сетевых синхроимпульсов предназначен для привязки времени включения и выключения силового источника питания к моменту прохождения амплитуды сетевого напряжения через ноль. Это позволяет предотвратить нежелательные выбросы тока в момент коммутации. Схема формирователя представлена на рис. 5.

Рис. 5. Схема формирователя импульсов

Он представляет собой транзисторный усилитель ключевого типа. В отрицательный полупериод транзистор закрыт и напряжение на выходе равно нулю. В положительный полупериод транзистор быстро входит в насыщение и амплитуда сигнала на выходе становится равной напряжению питания транзистора. Изменение выходного напряжения на выходе усилителя воспринимается микроконтроллером как момент перехода сетевого напряжения через ноль.

Коммутация элементов силовой цепи, как правило, производится посредством реле, установленных на блоке управления. Схема включения реле показана на рис. 6.

Рис. 6. Схема управления включением реле

Особенностью многих схем аналогичного назначения является невозможность включения силовой цепи (реле RY1) без предварительного включения вентилятора (реле RY2) и при открытой дверце камеры. В рассматриваемом случае это достигается тем, что ток через транзистор Q3, который включает реле RY1, может протекать только при замкнутом микропереключателе «DOOR» и открытом транзисторе Q2, включающем вентилятор, лампу и двигатель столика.

Схема формирования импульсов звуковой частоты предназначена для генерации зуммером звукового сигнала. Во многих случаях эта функция выполняется микроконтроллером с помощью программных средств. Однако в некоторых печах микроконтроллер задает только время звучания сигнала, а генератор звуковой частоты выполнен на дискретных элементах. В качестве примера рассмотрим рис. 7.

Рис. 7. Схема генератора сигнала звуковой частоты

Схема состоит из мультивибратора на транзисторах Q1, Q2 и усилителя на транзисторе Q3.
При отсутствии управляющего сигнала все транзисторы закрыты. При поступлении сигнала управления (+5 В) база транзистора Q2 оказывается под высоким потенциалом и он отпирается. Происходит постепенный заряд конденсатора С1 через резистор R4. В какой-то момент напряжение на нем, а соответственно, и на базе транзистора Q1 превысит напряжение отпирания, транзистор Q1 откроется, в результате чего напряжение на базе транзистора Q2 упадет и он закроется.

Конденсатор начнет разряжаться через сопротивления R1, R2, пока напряжение на нем не упадет до такого значения, при котором закроется транзистор Q1. После этого весь цикл будет повторяться до тех пор, пока не исчезнет управляющий сигнал. В те моменты, когда открыт транзистор Q1, будет открываться и транзистор Q3, в результате чего на вход зуммера будет поступать переменный сигнал звуковой частоты.

Схема контроля питания (рис. 8) производит общий сброс микроконтроллера, в том случае, если питающее напряжение на нем превышает допустимый уровень.

Рис. 8. Схема контроля питания

Напряжение стабилизации на стабилитроне чуть меньше напряжения питания, поэтому в обычном режиме падение напряжения на резисторе R1 и соответственно на базе транзистора составляет доли вольта. Транзистор закрыт, но находится на грани открытия. Прирост напряжения выше номинального полностью падает на резисторе R1, поэтому даже относительно небольшое увеличение напряжения питания, свидетельствующее о неполадках в схеме стабилизации, приводит к быстрому отпиранию транзистора и формированию сигнала сброса.

Подключение клавиатуры осуществляется в мультиплексном режиме (рис. 9).

Рис. 9 Схема подключения клавиатуры

На линии сканирования от микроконтроллера поочередно поступают короткие импульсы, синхронно смещенные относительно друг друга по времени.

При нажатии одной из кнопок последовательность импульсов, проходящих по подключенной к ней линии сканирования, поступает на соответствующую ей линию отклика и возвращается обратно в микроконтроллер, на один из его входов. Номер входа, по которому вернулись импульсы, и время их прибытия позволяют микроконтроллеру однозначно определить, какая из кнопок в данный момент нажата.

Поскольку подключение клавиатуры во многом аналогично рассмотренному ранее подключению знакосинтезирующих индикаторов, то в обоих случаях можно использовать одни и те же линии сканирования.

Диоды D1 — D4 служат для предотвращения замыкания выходов микроконтроллера при одновременном нажатии нескольких кнопок. Резисторы R1 — R4 фиксируют состояние логического «0», если ни одна из кнопок на данной линии отклика не нажата.

В рассматриваемом случае активным является низкий уровень напряжения, поэтому резисторы подключены к шине питания «-5 В».

Источники питания для цепей блока управления, как правило, имеют несколько выходных напряжений. Например, на рис. 10 показан источник питания, используемый во многих микроволновых печах компании «Samsung».

Рис. 10. Типовая схема питания блока управления микроволновой печи

В цепи накала люминесцентного индикатора используется переменное напряжение 2,5 В.

Анодное напряжение — -31 В создается схемой удвоения на диоде D2 и конденсаторе С2,-работа которой аналогична работе силового блока питания. Питание репе и зуммера осуществляется от стабилизированного напряжения -12 В, формируемого выпрямителем на диоде D1, управляющим транзистором Q, источником опорного напряжения на стабилитроне ZD и резисторе R1 и сглаживающими фильтрами на конденсаторах С1 и С3.

Дополнительный стабилизатор на интегральной микросхеме IC1 осуществляет питание микроконтроллера. На вход IC1 подается напряжение -12 В, с выхода снимается хорошо стабилизированное напряжение -5 В.

Параллельно первичной обмотке трансформатора иногда включается варистор, полупроводниковый прибор на основе окиси цинка. Назначение варистора состоит в том, чтобы предохранить блок питания от скачков напряжения (которые могут происходить при отключении мощной нагрузки, например магнетрона).

Вольт-амперная характеристика варистора напоминает аналогичную характеристику двунаправленного стабилитрона (рис. 11).

Рис. 11. Внешний вид, условное обозначение и вольт-амперная характеристика варистора

Скачок напряжения на входе трансформатора приводит к резкому снижению сопротивления варистора и, как следствие, к выравниванию напряжения. Поскольку при этом через варистор протекает большой ток, то длительное воздействие повышенного напряжения приводит к его перегоранию.

При выходе варистора из строя замену ему можно не искать, достаточно выпаять его останки из платы и зачистить обугленные места. С учетом того, что в России повышенное напряжение в сети явление нередкое, в микроволновые печи, поставляемые в нашу страну, варистор, как правило, не ставится.

В некоторых печах (например, «Moulinex») используются бестрансформаторные блоки питания (рис. 12).

Рис. 12. Схема бестрансформаторного блока питания

Вместо трансформатора в данной схеме используется делитель напряжения, основными элементами которого являются конденсаторы С1 и СЗ и резистор R2. Сетевое напряжение, выпрямленное диодом D1, делится на перечисленных элементах пропорционально их сопротивлениям.

Реактивное сопротивление конденсатора обратно пропорционально его емкости и может быть вычислено по формуле:

Если частота f измеряется в герцах, а емкость С в фарадах, то размерностью сопротивления Хс будут Омы. По сравнению с обычным резистивным делителем емкостной обладает тем преимуществом, что преобразует напряжение практически без потерь мощности.

Диод D1, помимо основной своей функции, связанной с выпрямлением напряжения, не позволяет разряжаться конденсатору С3, когда напряжение на нем превышает напряжение на входе. В итоге на конденсаторе С3 накапливается заряд, создающий постоянное напряжение величиной около 30 В.

В дальнейшем оно с помощью цепочки стабилитронов преобразуется в ряд стабилизированных напряжений, необходимых для работы блока управления. Резистор R1 служит для разрядки конденсатора С1 после отключения печи из сети. Характерной особенностью аналогичных блоков питания является то, что общая шина связана не с корпусом печи, а с одним из выводов сетевого напряжения.

Если в розетке, к которой подключена микроволновая печь, нулевой и фазовый провод перепутаны местами, то все элементы блока управления могут находиться под напряжением 220 В. Это никак не отражается на работе самого блока управления, но требует осторожности при проведении ремонтных работ.

Удачи в ремонте!

Всего хорошего, пишите to Elremont © 2007

Схема питания для магнетрона

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область изобретения

Настоящее изобретение относится к микроволновой печи, в частности к схеме источника питания для приведения в действие магнетрона, установленного в микроволновой печи, которая обеспечивает стабильное питание магнетрона, предотвращая нестабильность выходного напряжения из-за LC-резонанса между конденсатором высокого напряжения (HVC) для возбуждения магнетрона и вторичной обмоткой трансформатора, а также за счет достижения хорошей изоляции между вторичными обмотками трансформатора в импульсном источнике питания, используемом с широтно-импульсная модуляция.

2. Описание предшествующего уровня техники

Обычно высокое напряжение требуется для приведения в действие магнетрона, установленного в микроволновой печи. Обычный источник питания, производящий такое высокое напряжение, приводит в действие магнетрон за счет высокого напряжения, индуцируемого на вторичной стороне, путем прерывистого переключения первичного тока.

Согласно обычному источнику питания, если период отсечки первичного тока изменяется, напряжение для приведения в действие магнетрона изменяется, тем самым позволяя соответствующим образом регулировать выход магнетрона.

Такой метод раскрыт в выложенной японской патентной публикации № Sho 53-27143 (MAGNETRON DRIVING POWER SUPPLY) и в выложенной японской патентной публикации № Hei 2-135690 (МИКРОВОЛНОВАЯ ПЕЧЬ).

Источник питания магнетрона в соответствии с выложенной публикацией японского патента № Sho 53-27143 состоит из низкочастотного генератора, позволяющего изменять рабочий цикл выходного сигнала, высокочастотного генератора для управления передачей сигнала или генерация сигнала с использованием выходного сигнала от низкочастотного генератора и схемы переключения для переключения постоянного тока, подаваемого на первичную обмотку выходного трансформатора, вторичная сторона которого подключена к магнетрону, тем самым получая стабильный выходной сигнал на основе входного напряжения.

В микроволновой печи, описанной в выложенной японской патентной публикации № Hei 2-135690, выходное напряжение не изменяется с изменением частоты промышленной мощности путем прерывания первичного тока трансформатора в соответствии с каждой фазой различных частоты промышленной мощности для постоянного обеспечения выходного уровня магнетрона.

Однако при описанной выше конструкции необходимо использовать HVC при генерации высокого напряжения с помощью трансформатора высокого напряжения (HVT).Магнетрон будет поврежден нестабильностью выходного напряжения HVT из-за LC-резонанса между HVC и вторичной обмоткой HVT, подключенной к магнетрону. Кроме того, существует проблема, заключающаяся в том, что микроволновая печь может быть повреждена нестабильным напряжением источника питания, приложенным к магнетрону, вызывая разрушение изоляции между катушками обмотки трансформатора из-за высокого напряжения на вторичной стороне трансформатора.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соответственно, целью настоящего изобретения является создание схемы источника питания для приведения в действие магнетрона, способной предохранять магнетрон от повреждения высоким напряжением путем предотвращения LC-резонанса между HVC и вторичная обмотка HVT подключена к магнетрону и подает на магнетрон стабильное напряжение питания.

Другой целью настоящего изобретения является создание схемы источника питания для приведения в действие магнетрона, в которой множество ребер сформировано на выходной катушке, намотанной на вторичную обмотку трансформатора с высоким напряжением, для улучшения изоляции между обмотками. , тем самым предотвращая повреждение микроволновой печи.

Для достижения вышеуказанных целей предусмотрена схема источника питания для управления магнетроном, содержащая диод для предотвращения резонанса LC, подключенный между вторичной обмоткой трансформатора для управления магнетроном и конденсатором высокого напряжения для управления магнетроном, выходное напряжение трансформатор взаимно индуцируется в зависимости от напряжения обратной связи, в результате чего на магнетрон подается стабильное напряжение питания.

В одном аспекте настоящего изобретения множество ребер расположено на внешней периферийной части выходной катушки трансформатора через равные промежутки времени для улучшения изоляции между вторичными обмотками трансформатора, тем самым предотвращая нестабильность напряжения источника питания из-за к пробою изоляции.

Вышеупомянутые и другие цели, особенности и преимущества будут очевидны из нижеследующего описания со ссылкой на прилагаемые чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

РИС. 1 — принципиальная схема цепи источника питания для приведения в действие магнетрона согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения; и

ФИГ. 2 — вид, иллюстрирующий структуру трансформатора, показанного на фиг. 1.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Источник питания для приведения в действие магнетрона в соответствии с настоящим изобретением сконструирован так, что, когда напряжение обратно наведено на вторичную обмотку трансформатора, LC-резонанс предотвращается с помощью диод, подключенный между вторичной катушкой трансформатора, на котором управляющее напряжение магнетрона вторичной катушки регулируется в зависимости от напряжения обратной связи, и конденсатором высокого напряжения или конденсатором для управления магнетроном.

РИС. 1 — принципиальная схема источника питания для приведения в действие магнетрона согласно настоящему изобретению.

На ФИГ. 1 ссылочная позиция 100 обозначает первое выпрямительное средство, которое имеет мостовые диоды 12, 14, 16 и 18 и конденсатор 20 для выпрямления и вывода внешнего входного коммерческого источника питания, например, напряжения переменного тока от 90 до 260 вольт в напряжение питания постоянного тока.

Ссылочная позиция 200 обозначает трансформатор, имеющий первую обмотку 22 и вторичные обмотки 24, 26 и 28.Трансформатор 200 принимает на первую обмотку 22 напряжение источника постоянного тока, выводимое из первого выпрямителя 100, и, следовательно, на его вторичных обмотках 24, 26 и 28 выходное напряжение индуцируется операциями переключения.

Кроме того, ссылочная позиция 300 обозначает средство управления напряжением, включая блок 310 обратной связи по напряжению, блок 320 управления ШИМ и блок 330 переключения. Средство управления напряжением выводит импульсный сигнал, имеющий дифференциальный период переключения, на основе напряжения обратной связи. индуцируется и подается от вторичной обмотки 28 трансформатора 200 для управления напряжением, наведенным на вторичной стороне трансформатора 200.

Второе выпрямительное средство 400 состоит из множества диодов 42 и 44 и конденсаторов 46 и 48 и умножает и выпрямляет напряжение, наведенное на вторичные обмотки 24 и 26 трансформатора 200. Напряжение, таким образом, умножается и выпрямляется вторым выпрямителем. 400 подается на магнетрон 500. Напряжение, наведенное на вторичную обмотку 24, может использоваться в качестве напряжения для нагрева магнетрона 500, в то время как напряжение, наведенное на обмотку 26, может использоваться в качестве напряжения для приведения в действие магнетрона 500.

Средство 600 предотвращения LC-резонанса состоит из диода 62 и предотвращает LC-резонанс между конденсатором 48 высокого напряжения второго выпрямителя 400 и вторичной обмоткой 26 трансформатора 200. Диод 62 соединен на аноде с вторичная обмотка 26 трансформатора 200 и соединена катодом с выводом «+» конденсатора 48 высокого напряжения для предотвращения тока резонанса LC между ними.

Соответственно, если напряжение источника питания вводится извне в первый выпрямитель 100 источника питания согласно настоящему изобретению, как показано на фиг.1, входное напряжение полностью выпрямляется мостовыми диодами 12, 14, 16 и 18. Выпрямленное таким образом входное напряжение затем сглаживается конденсатором 20.

Как описано выше, напряжение источника постоянного тока полностью выпрямлено и сглажено на первый выпрямитель 100 подается на первичную обмотку 22 трансформатора 200. В это время транзистор переключающей части 330 многократно включается или выключается в соответствии с импульсным сигналом от модуля 320 управления ШИМ средства управления напряжением. 300, так что ток переключается через первичную обмотку 22 трансформатора 200.Если ток течет через первичную обмотку 22 трансформатора 200 в соответствии с операцией переключения переключающей части 330, то напряжение индуцируется на вторичных обмотках 24 и 26 трансформатора 200, и индуцированное напряжение подается на второй выпрямитель 400, который наполовину выпрямляет и сглаживает входное напряжение, используя диоды 42 и 44 и конденсаторы 46 и 48 для получения постоянного напряжения.

Полученное постоянное напряжение подается на магнетрон 500.В результате магнетрон 500 приводится в действие постоянным напряжением.

В это время, если напряжение, подаваемое на магнетрон 500, изменяется из-за изменения напряжения источника питания во время работы магнетрона 500, то напряжение, индуцированное на вторичной обмотке 28 трансформатора 200, также изменяется. Следовательно, напряжение, наведенное на обмотку 28, предполагает изменение напряжения для приведения в действие магнетрона 500. Напряжение вводится в часть 310 обратной связи по напряжению средства 300 управления напряжением.Следовательно, обратная связь по напряжению в блок 310 обратной связи по напряжению наполовину выпрямляется диодом 32 и конденсатором 34, и выпрямленное напряжение подается в блок 320 управления ШИМ. Соответственно, когда напряжение обратной связи вводится в блок 320 ШИМ-управления из блок 310 обратной связи по напряжению, блок 320 управления ШИМ формирует импульсные сигналы, имеющие дифференциальный период времени на основе уровня входного напряжения, чтобы управлять периодом переключения блока 330 переключения для управления его выходным напряжением.

При операции стабилизации выходного напряжения с использованием части 310 обратной связи по напряжению диод 62, служащий средством 600 предотвращения LC-резонанса, отсекает ток, текущий к вторичной обмотке 26 трансформатора 200 от конденсатора 48 во второй выпрямитель 400. В результате можно эффективно предотвратить LC-резонанс между вторичной обмоткой 26 трансформатора 200 и конденсатором 48 второго выпрямителя 400.

Теперь будет подробно описана операция предотвращения ЖК-резонанса.

На ФИГ. 1, если транзистор переключающей части 330 включен в соответствии с выходным импульсом модуля 320 ШИМ-управления, то ток течет через первичную обмотку 22 трансформатора 200, и напряжение индуцируется на вторичных обмотках 24 и 26 трансформатора 200. В это время напряжение, наведенное на обмотку 26, обратно индуцируется диоду 62, который служит средством 600 предотвращения LC-резонанса, так что ток не течет через обмотку 26.Другими словами, хотя ток течет через первичную обмотку 22 трансформатора 200, на диод 62, формирующем средство 600 предотвращения LC-резонанса, обратное индуцируется напряжение, и, следовательно, ток не течет через вторичную обмотку 26. В результате , можно предотвратить LC-резонанс между обмоткой 26 и конденсатором 48, тем самым предотвращая влияние LC-резонансного тока на вторичную обмотку 26 трансформатора 200.

Между тем, если транзистор переключающей части 330 выключен, что соответствует выходной импульс блока 320 управления ШИМ, затем ток течет через первичную обмотку 22 трансформатора 200, в то время как обратная электродвижущая сила формируется во вторичной обмотке 26, посредством чего напряжение индуцируется в прямом направлении диода 62.Следовательно, напряжение, наведенное на вторичные обмотки 24 и 26, подается для возбуждения магнетрона 500. При этом, если диод 62 не используется в схеме, описанной выше, более высокое напряжение создается на вторичной обмотке 26 из-за высокого напряжение, приложенное от конденсатора 48, и между обмоткой 26 и конденсатором 48, вероятно, возникает LC-резонанс. При высоком напряжении, возникающем во вторичной обмотке 26 и LC-резонансе, напряжение, подаваемое на магнетрон 500, вероятно, будет нестабильным.По этой причине напряжение обратной связи, наведенное на вторичную обмотку 28, нестабильно, и все выходное напряжение также нестабильно.

Между тем, если трансформатор 200 подает на свою первичную обмотку 22 постоянное напряжение 100 до 400 В, то высокое напряжение выше 8 К вольт, вероятно, будет индуцировано во вторичной обмотке 26. Следовательно, согласно аспекту В соответствии с настоящим изобретением множество ребер расположено на внешней периферийной части выходной катушки, намотанной вторичными обмотками 24, 26 и 28 через равные промежутки времени, чтобы изолировать обмотки.Кроме того, на внутренней стороне выходной катушки сформировано цилиндрическое отверстие для размещения входной катушки, намотанной с первичной обмоткой 22. В конструкции первичная и вторичная обмотки 22, 24, 26 и 28 расположены максимально близко друг к другу. для увеличения коэффициента взаимной связи.

Обратимся теперь к фиг. 2 показан вид в разрезе трансформатора 200, имеющего описанную выше конструкцию. На чертежах 210 обозначает входную катушку, намотанную с первичной обмоткой 22, а 220 обозначает выходную катушку, намотанную на вторичные обмотки 24, 26 и 28.

Согласно трансформатору, показанному на фиг. 2, цилиндрическое отверстие 212 сформировано на внутренней центральной части круглой входной катушки 210 для размещения ферридного сердечника (не показан). На противоположных сторонах входной катушки сформированы боковые стенки 214 и 216, позволяющие наматывать первичную обмотку 22 на внешнюю периферийную часть входной катушки.

Между тем, отверстие 222 сформировано во внутренней центральной части выходной катушки 220 круглой формы. На внешней периферии выходной катушки 220 множество ребер 220a-220n сформировано с регулярными интервалами в соответствии с напряжениями вторичной обмотки 24, 26 и 28 для обеспечения хорошей изоляции между обмотками.

В этом случае входная катушка 210 и выходная катушка 220 находятся в тесном контакте для увеличения коэффициента взаимной связи.

Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на конкретный вариант осуществления, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что в него могут быть внесены различные изменения и модификации, не выходящие за рамки сущности и объема изобретения. В частности, спецификация была описана с учетом схемы источника питания микроволновой печи.Но изобретение будет применяться к индукционной плите или устройству, использующему высокое напряжение в качестве напряжения источника питания.

мощность% 20питание% 20для% 20магнетрон% 20yj1600 техническое описание и примечания по применению

Патент США на схему возбуждения магнетрона (Патент №4,356,431, выданный 26 октября 1982 г.)

Область изобретения — схемы микроволнового нагрева, и, в частности, изобретение касается схемы для использования в микроволновой печи, предназначенной для приготовления пищи.

Одной из наиболее широко распространенных схем, используемых сегодня для питания магнетронных печей, является схема патента США No. № 3 396 342, наиболее популярной из схем, раскрытых в этом патенте, является схема полуволнового удвоителя напряжения, показанная на фиг. 5. Благодаря этой схеме сегодня используется много недорогих микроволновых печей, причем эти печи используются в широком диапазоне условий, которые вызывают в игру внутреннюю саморегулирующуюся характеристику цепи возбуждения магнетрона.Таким образом, количество элементов управления на многих из этих печей минимально, экономия требует, чтобы схема включала как можно меньше компонентов.

Микроволновые печи широко используются для размораживания замороженных продуктов, и в некоторых случаях это наиболее важное применение духовки. При размораживании продуктов нежелательно использовать максимальную мощность, доступную при нормальном использовании контура, даже если время для приготовления доступно для поддержания цикла приготовления в течение небольшой продолжительности. Один из способов использования печи для размораживания — это циклическое включение цепи питания в периоды отсутствия и полной мощности, но эта процедура нагружает магнетрон, в то же время вызывая сильные скачки тока в первичной обмотке трансформатора, что приводит к преждевременному обрыву. вниз изоляции.

Чтобы избежать напряжения магнетрона, сопровождающего метод размораживания с циклом включения-выключения, можно предусмотреть независимый трансформатор накала для магнетрона, который остается под напряжением во время цикла включения-выключения. Наиболее экономичный способ построения цепей возбуждения магнетрона типа, раскрытого в указанном выше патенте, состоит в том, чтобы запитать нить магнетрона с помощью обмотки, которая установлена ​​на том же сердечнике, что и вторичная обмотка, питающая анод магнетрона. с использованием первичной обмотки, соединенной как с вторичной обмоткой, так и с нитью накала.Можно понять, что добавление полностью независимого трансформатора накаливания существенно увеличивает стоимость схемы. Таймеры и реле также дороги и требуют высокой надежности, что увеличивает стоимость.

В интересах экономии трансформатор, который предназначен для использования в цепи, которая позволяет заземлить одну сторону вторичной обмотки, будет иметь начало вторичной обмотки высокого напряжения, заземленной на корпус трансформатора. В таком случае обычно подключают последовательный конденсатор к стороне высокого напряжения трансформатора, так что любая попытка переключения выводов конденсатора должна выполняться при высоком напряжении.Эти напряжения составляют порядка 4000 вольт пикового значения для типичной схемы полуволнового удвоителя, для чего требуются дорогие компоненты и возникают проблемы переключения.

Цепь возбуждения магнетрона такого типа, в которой имеется трансформатор с высоким реактивным сопротивлением рассеяния, вторичная обмотка которого подключена к последовательному конденсатору и пластине магнетрона, причем магнетрон обходится выпрямителем, который обеспечивает обратный путь для альтернативной половины циклы напряжения.Конденсатор всегда находится в режиме переменного тока. цепь вторичной обмотки трансформатора из-за протекания тока в магнетроне на одном полупериоде и через выпрямитель на другом полупериоде. Емкостное реактивное сопротивление конденсатора больше, чем реактивное сопротивление рассеяния трансформатора, которое эффективно отражается во вторичной обмотке последовательно с конденсатором, так что опережающий ток течет во вторичной цепи, создавая эффект практически постоянного тока, несмотря на колебания первичного напряжения. , нагрузка на магнетрон и вариации характеристик компонентов схемы.

В такой схеме вторичная обмотка трансформатора обычно соединяется с землей одним концом напрямую. Согласно изобретению этот низковольтный оконечный вывод трансформатора не соединен с землей напрямую, а вместо этого соединен с землей через последовательный конденсатор, имеющий параллельный переключатель. Конденсатор имеет емкостное реактивное сопротивление для уменьшения выходной мощности магнетрона, так что при подключении к цепи печь с питанием от магнетрона может использоваться для размораживания, но не будет отрицательного воздействия на саморегулирующуюся функцию цепи подачи питания. .Когда переключатель замкнут, конденсатор шунтируется, и схема работает в обычном режиме на полной мощности.

Схема переменного тока имеет нормально заземленный оконечный вывод и отвод, расположенный в нескольких оборотах от оконечного вывода, соединенный с контактами однополюсного переключателя с двойным ходом, якорь которого соединен с землей. Таким образом, два положения переключателя обеспечивают нормальную или пониженную мощность на магнетрон. Такая договоренность в некоторой степени ухудшает регулирование, но не устраняет полностью.В изобретении предусмотрены специальные устройства переключения для устранения дугового разряда и скачков напряжения во вторичной обмотке трансформатора, которые также могут быть вредными для магнетрона.

РИС. 1 — принципиальная схема цепи возбуждения магнетрона, воплощающей изобретение;

РИС. 2 — принципиальная схема модифицированного варианта изобретения; и

РИС. 3 — принципиальная схема другой модифицированной формы изобретения.

Изобретение касается усовершенствований цепей возбуждения магнетронов U.С. Пат. № 3 396 342 и, следовательно, для полного объяснения теории работы и конструкции базовой схемы следует обратиться к этому патенту.

В основном схема патента США No. Патент США № 3396342 представляет собой схему возбуждения магнетрона, которая работает на основе конденсаторной комбинации, по существу, с трансформатором постоянного тока. Благодаря тому, что вторичная обмотка трансформатора слабо соединена с первичной обмоткой, чтобы вызвать высокое реактивное сопротивление утечки и обеспечить емкостное реактивное сопротивление в последовательной цепи, так что опережающий ток постоянно течет по цепи, схема является саморегулирующейся.Во время работы в сердечнике трансформатора вблизи вторичной обмотки происходит насыщение. Магнетрон представляет собой устройство диодного типа, которое пропускает ток только в одном направлении, но его пропускает выпрямитель, так что пока на магнетрон подается импульсное напряжение постоянного тока. и выпрямитель пропускает ток через чередующиеся полупериоды, конденсатор всегда находится в режиме переменного тока. цепь вторичной обмотки трансформатора и производит эффект практически постоянного тока.

Результатом такого типа устройства является то, что выходной ток трансформатора остается в значительной степени постоянным, несмотря на изменение линейного напряжения, приложенного к первичной обмотке трансформатора, изменения нагрузки, которой подвергается магнетрон, изменения характеристик компоненты схемы, которые возникают в результате старения, напряжения или во время производства.Что наиболее важно, схема подавляет пики тока магнетрона, так что преднамеренное увеличение выходной мощности просто приводит к расширению импульсов тока без их обострения.

Другая важная особенность схемы фиг. 5 вышеупомянутого патента заключается в том, что напряжение вторичной обмотки трансформатора в значительной степени увеличивается из-за действия удвоения, так что вторичная обмотка низкого напряжения, не способная производить достаточное напряжение, чтобы вызвать срабатывание определенного магнетрона, может быть полезна для с этой целью, потому что схема увеличивает доступное для магнетрона напряжение.

На ФИГ. 1 проиллюстрирована схема 10, которая воплощает изобретение, используемое с полуволновым удвоителем напряжения типа, показанного на фиг. 5 указанного выше патента. Трансформатор 12 высокого напряжения имеет первичную обмотку 14, которая подключена к источнику переменного тока с помощью клемм 16 и 18. Вторичная обмотка 20 высокого напряжения имеет высокое отношение реактивного сопротивления рассеяния к первичной обмотке 14, что символически обозначено шунтом. линии 22. Его верхний высоковольтный вывод 24 соединен через последовательный конденсатор 26 с катодом 28 магнетрона 30 посредством провода 32.В трансформаторе 12 установлена ​​нить накала или обмотка 34 нагревателя, тесно связанная с первичной обмоткой 14 и соединенная посредством выводов 36 с нагревателем или нитью 38 магнетрона 30. Пластина или анод магнетрона 40 соединены с землей 42, т.е. Обычно это делается путем заземления корпуса или корпуса магнетрона.

Клемма 44 конца низкого напряжения трансформатора 12 обычно подключается к заземлению 42 прямо на корпусе трансформатора, обычно это начало обмотки трансформатора; следовательно, внутри вторичной обмотки 20 физически ближе всего к металлу сердечника.В соответствии с настоящим изобретением этот вывод 44 не соединен с землей, а вместо этого вытаскивается из катушки при формировании вторичной обмотки 20 и подключается к последовательному конденсатору 46, который, в свою очередь, соединяется с землей. Магнетрон 30 шунтируется выпрямителем 48, чтобы обеспечить обратный путь в чередующихся полупериодах, необходимых для поддержания конденсаторов 26 и 46 в непрерывном состоянии переменного тока. подключение к вторичной обмотке трансформатора 20.

Переключатель 50 шунтирует конденсатор 46. Когда этот переключатель замкнут, клемма 44 заземляется, и схема работает точно так же, как схема на фиг.5 указанного выше патента. Однако, когда переключатель 50 разомкнут, конденсатор 46 включен последовательно с конденсатором 26, и их общая емкость уменьшается, в то время как их емкостное реактивное сопротивление увеличивается, тем самым уменьшая ток, протекающий в цепи. Это связано с тем, что ток в цепи уже является опережающим, а дополнительное емкостное реактивное сопротивление делает его еще более сильным. В результате на входе магнетрона становится меньше напряжения.

При желании переключателем 50 можно управлять вручную или подключать к устройству 52 автоматического управления, которое может включать в себя таймер и т.п.

Магнетрон 30 передает свою мощность в виде высокочастотной энергии в печь 54 посредством линии передачи или водопровода 56, энергия передается на линию передачи 56 посредством зонда 58, выходящего из внутренней части печи. магнетрон 30 к линии передачи.

Принимая во внимание типичную конфигурацию, в которой магнетрон представляет собой модель 2M53 Hitachi, работающую при пиковом напряжении 4100 вольт, первичная обмотка трансформатора была подключена к обычному напряжению 120 вольт, 60 Гц.c. источник питания и вторичный был сконструирован так, чтобы иметь R.M.S. выходное напряжение от 2100 до 2500 вольт. Конденсатор 26 представлял собой конденсатор высокого напряжения на один микрофарад. Выпрямитель 48 был обычным для встречающихся напряжений. Конденсатор 46 был выбран немного меньше двух микрофарад, что дало снижение мощности на 35%. Номинал конденсатора был выбран равным 600 В, потому что он был подключен к нижнему концу трансформатора 12.

Регулировка для этих констант контура была меньше десяти процентов.Для той же цепи увеличение емкости сделало регулирование менее эффективным. Были получены следующие фактические результаты испытаний:

 ______________________________________

     Регулировка емкости

     ______________________________________

     1.836 Mfd. 9,57%

     4.305 Mfd. 11,67%

     6.031 Mfd. 13,37%

     ______________________________________

 

Эти данные регулирования лучше, чем данные регулирования для той же цепи, работающей на полную мощность. Норма в таком случае превышала 15%. Следует отметить, что базовая схема полностью способна к гораздо лучшему регулированию с использованием компонентов более высокого качества.Испытания проводились с использованием очень экономичных компонентов, поскольку в схемах этого типа изобретение найдет существенное применение. Как оказалось, улучшение регулирования было неожиданным.

РИС. 2 и 3 показаны схемы, в которых витки вторичной обмотки шунтируются для достижения пониженной мощности. На этих двух чертежах одинаковые ссылочные позиции используются для тех же или эквивалентных частей, что и на фиг. 1 везде, где это возможно.

Схема 60 по фиг. 2 отличается от схемы 10 тем, что вместо конденсатора, такого как 46, некоторые витки вторичной обмотки включаются и выключаются из схемы для достижения пониженной мощности.Концевой вывод 44 вторичной обмотки 20, который обычно находится под потенциалом земли, не подключен к корпусу трансформатора во время изготовления. Вместо этого он вытаскивается и остается изолированным и подключается к контакту 62 переключателя 64. Отвод устанавливается на 68 в нескольких слоях витков от конечного вывода 44, и этот отвод подключается ко второму контакту 70 переключателя 64. причем последний является двухполюсным переключателем на одно направление. Якорь 72 переключателя соединен с массой 42.

Когда якорь 72 находится на контакте 62, схема 60 находится на полной мощности и работает точно так же, как схема 10, когда переключатель 50 замкнут. Когда якорь 72 переключателя 64 находится на контакте 70, те обмотки, которые обозначены позицией 74, шунтируются, и выходное напряжение вторичной обмотки 20 уменьшается. Число витков, которое должно быть включено в 74, может быть определено путем вычисления доли общего числа витков, необходимых для достижения определенного уменьшения выходного напряжения. Это могут быть, например, несколько слоев витков.

Чтобы избежать переходных процессов во время переключения, клемма 44 и ответвитель 69 могут быть соединены вместе во время переключения переключателя 64 посредством второго переключателя или реле, которое срабатывает мгновенно, когда якорь 64 перемещается. Это схематично проиллюстрировано на фиг. 2 переключателем 76, якорь 78 которого соединен с выводом 44, а центральный дугообразный контакт 80 соединен с отводом 68. Якоря 72 и 78 объединены, как показано позицией 82. Конечные положения 84 и 86 соответствуют расположению контактов 62 и 70 соответственно, и электрически плавают.

Схема 90 по фиг. 3 отличается от схемы 60 тем, что вместо одновременного короткого замыкания обмоток 74 во время процесса переключения для предотвращения переходных процессов первичная обмотка 14 открывается для обесточивания вторичной обмотки 20 во время переключения. Таким образом, переключатель 64 такой же, как переключатель 64 на фиг. 2 и имеет тот же эффект. Он соединен, как в позиции 82, с якорем 92 переключателя 94, который перемещается между контактами 96 и 98. Эти контакты соединяются с проводом 100, в то время как якорь 92 соединяется с проводом 102, эти выводы 100 и 102 включены последовательно с первичная обмотка 14.Пока якорь 92 находится на одном из контактов 96 и 98, ток течет через первичную обмотку 14, но в период времени, когда якорь 92 перемещается между контактами, первичная обмотка 14 разомкнута. Таким образом, в это время во вторичной обмотке 20 нет напряжения.

Переключатели 64 и 94 механически скомпонованы таким образом, что расстояние, на которое якорь 72 перемещается между контактами 62 и 70, меньше расстояния, которое якорь 94 перемещает между контактами 96 и 98.Таким образом, последовательность работы такова, что никакие электрические соединения не выполняются переключателем 64, пока первичная обмотка находится под напряжением. Соответственно исключаются переходные процессы и искрение.

Перемещения переключателей 64 в схемах 60 и 90 являются или могут быть довольно быстрыми. Магнетрон 30 не будет поврежден, потому что тепловая инерция катода 28 будет поддерживать его относительно горячим в течение очень короткого периода, когда происходит такое переключение. Катоды магнетронов имеют относительно большую массу.

Могут быть внесены изменения без отклонения от сущности или объема изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения.

То, что желательно закрепить в патентном письме США:

Магнетрон

Щелкните здесь, чтобы перейти на нашу главную страницу, посвященную микроволновым усилителям

Щелкните здесь, чтобы перейти на нашу главную страницу о микроволновых трубках

Промышленный магнетрон от СВЧ

Новинка февраля 2010 года! Щелкните здесь, чтобы перейти на нашу новую страницу об истории микроволновых печей!

Магнетрон — это трубка, благодаря которой во время Второй мировой войны работал радар на сверхвысоких частотах.Изобретенный Залом Славы СВЧ Альбертом Уоллесом Халлом, член Зала Славы Перси Спенсер позже понял, как производить дорогостоящий и трудоемкий процесс механической обработки, который британцы использовали для производства маггий С-диапазона в конце 1930-х годов. Марвин Бок отвечал за коммерциализацию Radarrange в конце 1940-х годов.

Прелесть магнетрона во время Второй мировой войны заключалась в том, что он обеспечивал высокую мощность (сотни ватт) на чрезвычайно высокой частоте (диапазон C!), Что позволяло радиолокационным системам использовать параболический отражатель в качестве антенны; этот отражатель был достаточно мал, чтобы его можно было разместить внутри носовой части самолета за аэродинамическим обтекателем, а не за дипольным массивом, создающим сопротивление, установленным снаружи самолета.Кроме того, высокая частота магнетрона давала оператору радара гораздо более четкое изображение цели, чем то, которое дает дипольная решетка. К концу войны немцам пришлось использовать дипольные решетки на своих самолетах, потому что их радары имели верхний частотный диапазон около 200 МГц.

Магнетрон может быть источником микроволн (генератором) или усилителем.

Слово «магнетрон» — это портманто, объединяющее «магнит» и «электрон».

Ты такой же умный, как пятиклассник?

Приведенная ниже информация изначально была написана для пятого класса в Юджине, штат Орегон, который задавал вопрос: «Для чего нужен этот большой магнит внутри микроволновой печи?» Неизвестный редактор был вынужден «придумать» ответ, но, возможно, дал больше, чем они хотели!

Хороший вопрос! Должен признаться, у меня никогда не было причин разбираться в деталях магнетрона, но я попытаюсь дать вам объяснение, которое могло бы помочь.

Вопрос: что общего у магнетрона с покемоном ? Оба они являются примерами словосочетания «портманто», когда два слова объединяются в одно новое слово. Магнетрон = магнит / электрон Покемон = карман / монстр Инженеры постоянно используют портмоне, хотя большинство из них даже не знают, что означает это слово!

Видл, # 13 Покемон

Во-первых, трудно поверить, что люди давным-давно разобрались во всем этом.В конце 1930-х годов математики, затем ученые, а затем инженеры придумали очень хитроумную мысль при разработке магнетронов. Компания Raytheon участвовала в производстве устройства, его изобрели англичане, но способ его изготовления был трудоемким. Перси Спенсер придумал способ заменить дорогостоящую механическую обработку стопкой штамповок, которая была намного, намного дешевле. Сегодня секретное изобретение, которое помогло выиграть Вторую мировую войну (создание бортовых радаров), производится в Китае для подогрева вашего обеда! Но я отвлекся…

Итак, вакуумная электроника была королем всех электрических устройств, таких как радио и телевизоры, до «эпохи транзисторов», начавшейся в 1950-х годах. Лампы, как и транзисторы, могут выполнять множество функций, таких как усилители, переключатели, экраны телевизоров и даже компьютеры (например, ENIAC, который потреблял достаточно электроэнергии, чтобы зажечь Юджин Орегон). В свое время электроника была намного грубее!

Электронная лампа работает при достаточной температуре и очень высоком напряжении (электрическом поле), электроны могут выкипать из одного металла и переходить к другому через вакуум, а не через провод.Причина, по которой телевизоры и радиоприемники должны были нагреваться, заключалась в том, что нагреватели в трубках должны были нагреться достаточно, чтобы вскипятить электроны. Эта потребность в тепле противоположна транзисторам, где тепло считается самым большим врагом надежности.

Электричество и магнетизм очень взаимосвязаны. Легче всего думать о двигателях и генераторах. Хотя не все они используют постоянные магниты, все они используют взаимодействие электронов с магнитным полем.

Забавная вещь в этом взаимодействии … когда электрон движется в одном направлении (скажем, на восток), если он встречает магнитное поле, пересекающее его путь (север-юг), он отклоняется вверх, а не в сторону! Это похоже (но не связано) с гироскопом: когда вы пытаетесь повернуть его в одном направлении, он отбивается под углом 90 градусов к прилагаемой вами силе.

Итак, переходим к магнетрону …

В «Мэгги» проводник в центре нагревается.Затем между центральным проводом и внешним проводником подается огромное постоянное напряжение (эквивалентное нескольким тысячам последовательно соединенных батареек АА!). Напряжения достаточно, чтобы действительно поранить или убить, так что не возитесь с частично разобранной духовкой! Напряжение повышается со 120 вольт, которое электроэнергетическая компания подает в ваши розетки, а затем преобразуется из переменного тока в постоянный (DC). Попросите своего учителя объяснить переменный и постоянный ток … в результате много-много электронов течет через вакуум от центра к внешнему проводнику концентрически.На данный момент у нас нет никакого преобразования «домашнего тока» в микроволновый ток, микроволны представляют собой форму переменного тока, но с частотой в 40 000 000 раз превышающей частоту, которую энергетическая компания отправила в ваш дом!

Эта маленькая Мэгги учится в четвертом классе и так и не научилась точить свой гигантский карандаш. Хотя она неплохо плавает!

Гигантский магнит в микроволновой печи, о которой вы упомянули, расположен так, чтобы направлять экстремальное магнитное поле вверх и вниз через магнетрон (север-юг на магнитном жаргоне), в то время как электроны перемещаются из центра наружу (концентрически) .Эффект заключается в том, что магнит отклоняет электроны в сторону. При тщательном проектировании магнит может вращать электроны вокруг зазора в магнетроне, когда сила магнита равна центробежной силе вращающихся электронов. Итак, у вас есть «газ» электронов, вращающийся, как торнадо, внутри магнетрона! Прекрасная штука, но еще не источник СВЧ энергии.

Схема заимствована из Википедии, путь электрона красным

А теперь представьте, когда вы едете в машине по шоссе, и кто-то открывает одно из задних окон… и все, что вы можете услышать, это тот шум, который сводит вас с ума! Это потому, что автомобиль имеет резонанс на очень низкой частоте. Флейта также преобразует ветер в звук, но с гораздо более высоким тоном, потому что резонансная полость флейты намного меньше, чем внутри автомобиля. Оба примера преобразуют одну форму энергии (ветер) в другую (звук). Именно это и происходит в магнетроне! Эти маленькие камеры в структуре резонируют с определенной частотой, когда электронное облако пролетает мимо них.Таким образом, одна форма энергии (электричество из стенной розетки, которое в микроволновой печи повышается до очень высокого напряжения) преобразуется в другую (микроволны). Энергия просто снимается, вставляя провод или антенну (показана коричневым) в одну из полостей магнетрона, и энергия проходит по проводу и через волновод ко второй антенне, которая посылает энергию к вашей пище. Волновод — это просто полая металлическая труба, по которой энергия волны может проходить с небольшими потерями, например, когда вы говорите через трубу, а ваш друг слушает на другом конце.Действительно, есть много аналогий между микроволнами и звуковыми волнами, они на самом деле имеют очень похожий размер (длину волны), реальная разница в том, что микроволны распространяются со скоростью 1 000 000 000 футов в секунду, в то время как звук распространяется «всего» со скоростью 1000 футов в секунду!

Может быть, я дал вам слишком много, чтобы думать обо всем сразу, давайте просто упростим. Магнит используется для вращения электронов по кругу, а полости предназначены для того, чтобы красть энергию из вращающегося облака и генерировать 2400000000 циклов радиоволн в секунду с уровнем мощности, достаточным для приготовления вашего обеда.Обратите внимание, что магнит не подает энергии в систему (энергетическая компания и чековая книжка мамы заслуживают этого), магнит просто направляет электроны и обманом заставляет их преобразовывать их энергию во что-то, что мы можем использовать ( теплая и вкусная закуска, только в обед обязательно «прогоняй»!)

микроволновых трубок и схем | Полостной магнетрон рабочий

Рабочий магнетрон с резонатором : Рабочий магнетрон с резонатором, который будет называться магнетроном, представляет собой диод, обычно цилиндрической конструкции.В нем используются радиальное электрическое поле, осевое магнитное поле и анодная структура с постоянными полостями. Как показано на Рис. 11-10, цилиндрический…

Усилитель перекрестного поля : Усилитель перекрестного поля — это микроволновый усилитель мощности, основанный на магнетроне и очень похожий на него. По своей работе это нечто среднее между ЛБВ и магнетроном. В нем используется по существу магнетронная структура для обеспечения взаимодействия между…

Многопрезонаторный клистрон : Конструкция многокорпусного клистрона вместе со всеми остальными описанными здесь трубками основана на том факте, что время прохождения рано или поздно приведет к прекращению полезности любой ортодоксальной трубки.Поэтому они используют время перехода вместо того, чтобы бороться с ним. Мультиполостер…

Конструкция плоского триода : Конструкция плоского триода — короткое время прохождения важно для минимизации потерь в сети и шума, а также для уменьшения внутренних емкостей и индуктивностей. Кроме того, поскольку коаксиальные резонансные линии и полости используются в качестве настраиваемых цепей на этих частотах,…

Осциллятор клистрона Reflex : В клистронном устройстве, имеющем только одну полость, через которую электроны проходят дважды, можно создавать колебания.Это рефлекторный клистроновый осциллятор, о котором мы сейчас расскажем. Reflex Klystron Oscillator — это маломощный и низкоэффективный микроволновый генератор, схематически изображенный в…

Рабочая лампа бегущей волны : Как и многопрезонаторный клистрон, рабочая лампа бегущей волны представляет собой лампу с линейным лучом, используемую в качестве усилителя СВЧ. Однако, в отличие от клистрона, это устройство, в котором взаимодействие между лучом и радиочастотным полем является непрерывным. ЛБВ была…

Эквивалентная схема триода : Эквивалентная схема триода — При повышении частоты у электронных ламп возникают проблемы двух основных типов.Первая связана с межэлектродными емкостями и индуктивностями, а вторая связана с конечным временем прохождения электронов от одного электрода…

Типы магнетронов : Различные типы магнетронов представляют собой обычный металлокерамический магнетрон мощностью 20 кВт Коаксиальный магнетрон с длинным анодом мощностью 5 МВт с быстрой перестройкой частоты или настраиваемый магнетрон с регулируемым напряжением Магнетрон Магнетрон, возможно, больше, чем любая другая микроволновая лампа, поддается разнообразию типов, дизайнов и расположений.Магнетроны дырчатые, лопастные…

Типы ламп бегущей волны : ЛБВ — наиболее универсальная и наиболее часто используемая микроволновая лампа. Четыре типа ламп бегущей волны, каждый из которых имеет определенные области применения и требования к характеристикам. Теперь они описаны. Типы ЛБВ: наиболее плодотворный метод классификации ламп бегущей волны, по-видимому, основан на…

Как проверить и заменить магнетрон — микроволновая печь Electrolux

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ОТ ЗАРЯДА ВЫСОКОВОЛЬТНОГО КОНДЕНСАТОРА

Высоковольтный конденсатор остается заряженным примерно 60 секунд после выключения духового шкафа.

Подождите 60 секунд и затем замкните накоротко соединение высоковольтного конденсатора (то есть соединительного провода высоковольтного выпрямителя) с шасси с помощью изолированной отвертки.

Если печь выходит из строя из-за перегоревшего предохранителя F2 (F8A) в контролируемом переключателе защелки SW1 — цепь переключателя SW3, проверьте проверяемый переключатель защелки SW1 и переключатель SW3 перед заменой предохранителя F2 (F8A).

МАГНИТРОН ТЕСТ

ВЫПОЛНИТЬ 3D ПРОВЕРКУ

Изолируйте магнетрон от цепи высокого напряжения, отсоединив все выводы, подключенные к клемме накала.

Чтобы проверить наличие обрыва цепи накала, используйте омметр для проверки целостности цепи между выводами накала магнетрона, измеритель должен показать показание менее 1 Ом.

Чтобы проверить короткое замыкание нити накала на анод, подключите омметр между одним из выводов нити накала и корпусом магнетрона (заземлением). Этот тест должен указывать на бесконечное сопротивление. Если показания сопротивления низкое или нулевое, магнетрон следует заменить.

Формула выглядит следующим образом:

P x t / 4,187 = V x Δ T + 0,55 x mc (T2-T0)

Наши условия по водной нагрузке следующие:

Комнатная температура………………… около 20 ° C

Водная нагрузка …………………………………… 1000 г

Время нагрева …………………………………. 47 сек.

T2 ……………………………….. Конечная температура

P (Вт) = 4,187 x V x ΔT / т

Электропитание Напряжение …….. Номинальное напряжение

Начальная температура (T1) …………. 10 ± 1 ° C

Масса контейнера (мкл) ……………….. 330 г

Р = 90 х ΔТ + 0.55 х МС (Т2-Т0) / 47

Метод измерения

1. Измерьте начальную температуру воды перед добавлением воды в сосуд. (Пример: начальная температура T1 = 11 ° C)

2. Добавьте в емкость 1 литр воды.

3. Поместите груз по центру полки.

4. Включите микроволновую печь на ВЫСОКОЙ СТЕПЕНИ, чтобы температура воды повысилась на величину ΔT (10 ± 2) К.

5. Перемешайте воду, чтобы выровнять температуру во всем сосуде.

6.Измерьте конечную температуру воды. (Пример: конечная температура T2 = 21 ° C)

7. Вычислите выходную микроволновую мощность P в ваттах по приведенной выше формуле.

Измеренная выходная мощность должна составлять не менее ± 15% от номинальной выходной мощности.

ВНИМАНИЕ: 1 ° C СООТВЕТСТВУЕТ 90 ВАТТАМ. ПОВТОРИТЕ ИЗМЕРЕНИЕ, ЕСЛИ ПИТАНИЯ НЕДОСТАТОЧНО

ИСПЫТАНИЕ ТРАНСФОРМАТОРА ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Высокое напряжение и большие токи присутствуют во вторичной обмотке и обмотке накала высоковольтного трансформатора. Работать возле этой части при включенной духовке очень опасно. НИКОГДА не производите никаких измерений напряжения в высоковольтных цепях, включая нить накала магнетрона.

Отсоедините выводы к первичной обмотке силового трансформатора.

Отсоедините нить накала и соединения вторичной обмотки от остальной цепи высокого напряжения. С помощью омметра, установленного на низкий диапазон, можно проверить целостность всех трех обмоток. Должны быть получены следующие показания: —

а. Первичная обмотка ………………………. примерно 2 Ом

б. Вторичная обмотка … примерно 127 Ом

c.Обмотка накала ……………………………. менее 1 Ом

Если полученные показания не соответствуют указанным выше, то, вероятно, силовой трансформатор неисправен и его следует заменить.

ТЕСТ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изолируйте узел выпрямителя высокого напряжения от цепи высокого напряжения. Выпрямитель высокого напряжения можно проверить с помощью омметра, установленного на самый высокий диапазон. Подключите

омметр на клемме B + C высоковольтного выпрямителя и запишите полученное значение.Поменяйте местами провода измерителя и запишите это второе показание.

Нормальное сопротивление бесконечно в одном направлении и более 100 кОм в другом направлении

Изолируйте узел выпрямителя высокого напряжения от цепи высокого напряжения. Асимметричный выпрямитель можно проверить с помощью омметра, настроенного на его самый высокий диапазон на клеммах A + B асимметричного выпрямителя, и запишите полученные показания.

Поменяйте местами провода измерителя и запишите это второе показание. Если обрыв цепи отображается в обоих направлениях, то асимметричный выпрямитель исправен.Если асимметричный выпрямитель закорочен в любом направлении, то, вероятно, асимметричный выпрямитель неисправен и его необходимо заменить на высоковольтный асимметричный выпрямитель.

Если асимметричный выпрямитель неисправен, проверьте, не закорочены ли магнетрон, высоковольтный выпрямитель, высоковольтный провод или накальная обмотка высоковольтного трансформатора.

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЯ АККУМУЛЯТОРЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА ДОЛЖНЫ ИМЕТЬ НАПРЯЖЕНИЕ НЕ МЕНЬШЕ 6 Вольт, ПОТОМУ ЧТО В ОБОИХ НАПРАВЛЕНИЯХ МОЖЕТ БЫТЬ ПОКАЗАНО БЕСКОНЕЧНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. ВЫСОКИЙ НАПРЯЖЕНИЕ КОНДЕНСАТОРА А.Изолировать конденсатор высокого напряжения из схемы.
B. Проверка целостности цепи должна выполняться с помощью измерительного прибора, настроенного на самый высокий диапазон сопротивления.
C. Нормальный конденсатор показывает целостность на короткое время (удар), а затем сопротивление около 10 МОм после зарядки.
D. Короткозамкнутый конденсатор все время показывает непрерывность.
E. Открытый конденсатор постоянно показывает сопротивление около 10 МОм из-за его внутреннее сопротивление 10 МОм.
F. Когда внутренний провод в высоковольтном конденсаторе разомкнут, конденсатор показывает бесконечное сопротивление.
G. Сопротивление на всех клеммах и шасси должно быть бесконечным, когда конденсатор в норме.
Если получены неверные показания, необходимо заменить высоковольтный конденсатор.

СНЯТИЕ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

1. ПРОВЕДЕНИЕ ПРОВЕРКИ 3D

2. Отсоедините основной жгут проводов от высоковольтного трансформатора.

3. Отсоедините выводы накала и высоковольтный провод высоковольтного трансформатора от высоковольтного конденсатора и магнетрона.

Снимите два (2) винта и одну (1) шайбу, крепящую трансформатор к опорной плите.

5. Снимите трансформатор.

6. Теперь высоковольтный трансформатор свободен.

Сетевое напряжение подается на первичную обмотку высоковольтного трансформатора. Напряжение преобразуется в выходное напряжение около 3,3 В переменного тока на обмотке накала и в высокое напряжение около 2000 В переменного тока на вторичной обмотке.

2. Напряжение на обмотке накала (3.3 вольта) нагревает нить магнетрона, и высокое напряжение (2000 вольт) направляется в цепь удвоения напряжения, где оно удваивается до отрицательного напряжения примерно 4000 вольт постоянного тока.

3. Микроволновая энергия 2450 МГц, вырабатываемая в магнетроне, генерирует длину волны 12,24 см. Эта энергия направляется через волновод (транспортный канал) в камеру печи, где пища помещается для приготовления.

4. По истечении времени приготовления раздастся одиночный звуковой сигнал, и реле RY1 + RY3 + RY6 вернутся в исходное положение.Цепи к лампе духовки, трансформатору высокого напряжения, двигателю вентилятора и двигателю поворотной платформы отключены.

ПРИ ЗАМЕНЕ МАГНЕТРОН, УБЕДИТЕСЬ, ЧТО Р.Ф. ПРОКЛАДКА НА МЕСТЕ И УСТАНОВКА МАГНИТРОНА ВИНТЫ НАДЕЖНО ЗАТЯНУТЫ

Как работает магнетронное зажигание на газонокосилке? | Home Guides

Компания Briggs & Stratton разработала систему зажигания Magnetron в 1980-х годах. Подобно более ранним системам индукционного зажигания, система магнетрона не полагается на механические точки для генерации тока в свече зажигания. Вместо этого переключение выполняется парой транзисторов.Магнетронные системы зажигания настолько надежны, что они заменили системы выключателя во всех двигателях газонокосилок, производимых Briggs & Stratton, а также в двигателях других производителей.

Электромагнитная индукция

Система зажигания запускает газонокосилку и поддерживает ее работу, генерируя электрический ток, достаточный для преодоления зазора между электродами свечи зажигания и создания искры для воспламенения топлива в камере сгорания. Для этого в системе используется явление магнитной индукции, обнаруженное физиком Майклом Фарадеем в 1831 году.Фарадей обнаружил, что магнетизм и электричество связаны, и что при движении магнита мимо катушки с проводящим проводом в проводе генерируется электрический ток. Следствием этого является то, что прохождение электрического тока через катушку создает магнитное поле, которое может индуцировать ток во второй катушке.

Повышение напряжения

Двигатель газонокосилки с системой зажигания магнетрон имеет маховик, который соединен с коленчатым валом двигателя. К краю маховика прикреплен единственный постоянный магнит, и каждый раз, когда маховик вращается, магнит проходит через катушку из медной проволоки и генерирует в ней электрический ток.Однако сам по себе этот ток недостаточно силен, чтобы перепрыгнуть через зазор между электродами свечи зажигания, поэтому система зажигания включает в себя трансформатор, который представляет собой вторичную катушку с большим количеством витков, чем исходная. Согласно закону, обнаруженному Фарадеем, напряжение, индуцируемое во второй катушке электромагнитным полем, создаваемым первой катушкой, увеличивается с количеством витков во второй катушке.

Транзисторная система переключения

Чтобы предотвратить постоянное искрение свечи и нарушение рабочего цикла поршня, система зажигания должна включать механизм переключения для отключения питания свечи.В системах, предшествовавших системе Магнетрон, переключатель был механическим, обычно состоящий из вращающегося прерывателя, который мгновенно контактировал с электродом, замыкая цепь. В системе магнетрона переключение осуществляется транзистором Дарлингтона, который на самом деле представляет собой пару транзисторов. Когда первый из этих транзисторов обнаруживает ток от обмотки триггера, он открывает второй транзистор, позволяя ему пропускать ток к первичной катушке.

Работа магнетронного зажигания

Запуск газонокосилки с магнетронным зажиганием состоит из вращения маховика электронным или ручным способом с помощью тягового троса.Напряжение, индуцируемое при каждом вращении, поступает на первичную катушку, которая имеет около 75 витков. Он индуцирует большее напряжение во вторичной катушке, которая имеет более 4000 витков, и производит ток около 10 000 ампер, которого достаточно для преодоления промежутка между электродами свечи зажигания.