在微波炉中,高压电路主要由高压变压器T、高压二极管D和高压电容C等组成。其实物结构如附图1所示。高压电路原理如附图2所示。其中高压变压器有3个绕组,即①-②为初级绕组,③-④为高压绕组,⑤-⑥为灯丝绕组。高压绕组③端通过T的铁芯接地,④端通过高压保险管H·V·FUSE(5kV/0.75A)与高压电容C相接,再通过高压电容C与高压二极管D的正极端相接。并通过高压二极管D的负极端与地(机壳)构成回路。因此,③-④高压绕组与高压电容C、高压二极管D组成的是倍压整流电路。
如果采用传统的全波或桥式整流方法来获得高电压,变压器的次级线圈匝数将大大增加,不但会使线圈体积增大,而且绕制和绝缘要求也高。因而大多采用小电流高电压的倍压整流的方法(倍压整流电路的种类较多,常见的有二倍压电路、三倍压电路以及多倍压电路等)。微波炉高压采用二倍压整流电路,对绕组、倍压提升电容C和倍压提升二极管D的要求均在合理而均衡的范围内,而且使可靠性提高。
其倍压原理是当e2为正半周时(即附图2中T的④端正、③端负),二极管D导通,电流经二极管D对C充电,使C上充电电压为e2的峰值。
当e2为负半周时,T的④端为负,③端为正,此时D截止,电流经负载(即磁控管)对C充电,同时C又经e2、负载放电,高压电容C上的电压与e2串联叠加。这样,在正负半周不断充电、放电使A点与地之间的电压为(2*根2*e2)。即A点输出电压被提升一倍。其中高压电容C主要起倍压提升作用,而高压二极管D则主要起开关作用。另外,从C的充电过程可知,A点相对地点为负电压,因而磁控管阳极接地。在微波炉中,高压变压器T次级高压绕组中的感应电势e2为2100V,经高压电容C和高压二极管D提升后,在A点产生-4100V高压,并通过连接线送入磁控管阴极。
在上图2中,磁控管阴极与灯丝相串联,而灯丝电压则由T的⑤-⑥次级绕组AC3.4V提供,故灯丝电压为交流电压,它通过A点(高压电容C的一个引脚)加到灯丝两端,直接加热阴极,使阴极在负高压作用下发射电子。进而产生微波,对食品进行加热。因此,微波炉能否正常加热,就主要决定高压电路的性能,而高压电路的性能又主要由高压二极管和高压电容决定。
高压二极管是一种专用元件,其反向耐压值在5kV以上,正向额定电流为1A。非在线时用R×10k挡测量,正向阻值约450k,反向阻值为∞。
高压电容也是一种专用元件,其耐压值在2100V以上,容量在1uF左右,并且在内部还接有9M以上的放电电阻。在非在线时用R×1k挡测量电容器的两极端,有充放电现象,其充电时的最小电阻值约为260k左右。
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