微波炉磁控管磁路仿真系统说明书

1、微波炉磁控管磁路仿真系统说明书第一章 前言1.1 项目背景微波炉作为一种新型的厨具。它采用电磁感应电流（又称涡流）的加热原理打破了传统的明火烹调方式，微波炉的交变磁场是通过电子线路板组成部分来产生、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线的交变的电流（即涡流）在锅具底部金属部分产生，电磁感应电流使锅具铁分子无规则高速运动，其热能是因为分子相互碰撞、摩擦产生（故微波炉煮食的热源来自于锅具底部而不是微波炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有饮具的效率均高出近1倍）来实现器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目地。1.2微波炉简介1.2.1微波炉的基本工作原理微波炉主要

2、由交流进线电路、电源电路、LC振荡电路、功率控制电路、整流电路、EMC防护电路、滤波电路、同步电路、控制及显示电路、电压检测电路、锅具检测电路、过零检测电路、电流检测电路、主控CPU电路、高低压保护电路、IGBT模块等组成。图1.1为微波炉的工作原理框图 图1.1微波炉的工作原理框图1.2.2微波炉的基本组成 1.加热部分：微波炉有搁板在锅体下面，也有励磁线圈。对锅体进行加热是根据电磁感应产生涡电流。 2.控制部分：主要有电源开关，功率选择钮，温度调节按钮等。由内部的控制电路来控制。 3.冷却部分：采用风冷的方式。炉身的侧面有进风口和出风口，内部有风扇。 4.电气部分：由整流电路、逆变电路、控

3、制回路、继电器、电风扇等组成。 5.烹饪部分：主要包括各种炊具，供用户使用。1.2.3微波炉的优缺点微波炉作为一种新型的厨具，具有以下优点。1.高效节能：微波炉降低了损耗，是因为其使锅具自身发热，大大提高了热效率，热效率可达到85%99%，与传统加热方式不同，与电炉、液化气炉等炉具相比，节省了大量的能源。如图1.2所示2.智能烹饪：智能控制是利用单片机进行，无须看管，具有定时预约功能，来实现自动烹饪的功能。3.安全可靠：通过了国家安全验证，使用安全可靠。4.环保卫生：锅具可实现自身发热，不会产生热辐射，并且不排放烟尘和一氧化碳等废气，使烹饪环境更加环保卫生。5携带方便：重量轻、体积小，便于携带

4、。但微波炉不仅会产生一定的电磁干扰在其工作时，而且其散热系统也会产生一定的噪声。 图1.2 微波炉等厨具的热效率对比示意图1.3本章小结本章主要对微波炉就行简要介绍，微波炉作为市场的一种新型厨具。它采用电磁感应电流（又称涡流）的加热原理打破了传统的明火烹调方式，又简单介绍了微波炉的基本工作原理框图、微波炉的基本组成以及通过各种厨具的比较来简单介绍微波炉的优缺点。第二章微波炉的加热原理2.1微波炉加热的基本工作原理微波炉采用电磁场感应涡流加热原理工作。它先通过整流滤波把220V工频交流电变成直流电，再通过逆变把直流电转换成高频交变电流，流过感应线圈的交变电流产生强大磁场，它会产生无数小涡流在磁场

5、内磁力线通过铁质锅的底部时，电磁感应使锅具铁分子无规则高速运动，由于分子的相互碰撞、摩擦而产生热能，而使锅具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物。微波炉的加热工作原理如图2.1图2.1 微波炉的加热工作原理2.2电磁感应加热的技术现阶段普遍为电热圈发热，把热量传到料筒上利用传导的方式，这样只能使内侧的热量传导到料筒上，存在热传导损失，大部分外侧的热量失散到空气中，导致环境温度上升，它还有一个缺点功率密度低，无法适应一些需要温度较高的场合。电磁加热技术是使金属料筒实现自身发热，根据其具体情况在料筒外部包裹一定的隔热保温材料，这样可以大大降低热量的损失，提高热效率，使热效率达96%以上，因此节电效

6、果十分显著，其可达30%以上，并且其加热速度也大大提高，大约为60%，其预热时间大大节省。电磁感应加热技术被称为诱导加热技术，它的英文为：Induction Heating，其缩写为：IH。它是一种新开发的电能利用手段，它的加热过程是通过电磁场直接作用于被加热的导体，其加热效率比传统的加热方式要高很多，可达到90%以上。另外在使用寿命、安全性能等方面都具有独特的优势，是根据电磁感应加热技术与传统的油、气、煤和使用电热管的用电设备相比而言的。在导体外面绕一线圈，设其匝数设为,当在交变电流通入线圈中后，就会产生相同频率的交变磁通通过感应线圈中，以及在金属工件中就会有感应电动势e产生。如图2.2所示

7、 图2.2电磁感应示意图设金属工件的等效匝数为，故MAXWELL的电磁方程式为： （2-1）设交变磁通为，则 （2-2）感应电动势的有效值为： （2-3）此感应电动势在工件中使工件内部加热是感应涡流的产生I，其焦耳热为： （2-4）其中：I感应电流的有效值，单位为A；Q感应电流通过电阻产生的热量，单位为J； t工件通电的时间，单位为S ；R工件的等效电阻，单位为。由公式（2-3）和（2-4）可以看出，e及P与交变磁通的频率和磁场强度有关，在感应线圈中通过的电流越大，其产生的感应磁通量就越大，故为使金属工件中的感应涡流加大可以通过提高感应线圈中的电流值来实现；另外为使工件中的感应电流加大可以在一

8、定条件下通过来提高工作频率来实现，从而可以使工件的发热效果得到提高。由此可以看出电磁感应加热的发热效率不仅与频率和磁场强度，金属工件大小，截面积的形状有关，而且还与工件本身的导电等特性有关。电磁感应加热的过程是，首先把电能转化成磁能通过感应线圈来实现，产生同频率交变的电动势E，交变电动势E作用于金属工件后，形成闭合回路。在工件中产生电流，从而把磁能转换成电能。然而涡流可能很大因为块状金属的电阻一般较小，所以在金属内流动时就会释放出大量的热能。这样，又可以实现电能转化成金属工件的内能，从而达到加热的目的。在电磁感应加热过程中能量转化关系如图2.3所示：电能磁能电能内能电流磁效应感应电流电流热效应

9、图2.3 感应加热能量转化图2.3 串联、并联谐振逆变器的负载拓扑结构及优缺点高频感应加热电源的负载都是功率因素很低的感性负载，可以等效成一个电感和一个电阻串联或并联的形式。等效的电感、电阻其值受耦合程度的影响，它是感应器和负载耦合的结果。一般采用增加补偿电容的方法来提高功率因数，主要有两种方式：一种是并联补偿，另一种是串联补偿，从来形成两种基本的谐振电路：并联谐振电路和串联谐振电路。感应加热电源一般工作在准谐振状态，这样可以提高效率和保证逆变器的安全运行。串联谐振电路和并联谐振电路的特性见表2-1。表2-1串并联谐振电路特性比较类别CLR+-串联谐振CLR并联谐振电路拓扑结构阻抗频率特性Zf

10、Zf谐振阻抗Z=RZ=L/RC谐振类型电压谐振电流谐振从表2-1可以看出，串联谐振电路在谐振状态下等效阻抗为纯电阻，并达到最小值，串联谐振电路采用电压源供电，从而获得最大的电源输出功率。并联谐振电路在谐振状态下等效阻抗达到最大值，并联谐振电路采用电流源供电，从而获得最大的电源输出功率。为了满足MOSFET，IGBT等器件的要求，串联谐振逆变器中在换流时要反并联二极管，其中续流的电流为正弦波，所以开关器件承受的反压是非常低的是反并联二极管的正向导通压降。同时串联谐振逆变器不仅可以自激工作，也可以他激工作，并且起动比较简单。串联谐振逆变器采用大电容滤波，当发生上、下桥臂短路故障时，由于电容电压不能

11、突变，因此瞬时将会产生很大的放电电流，远远大于功率器件的额定电流，如果不能在允许的短路时间内将器件关断，就将会对器件造成永久性损坏。串联谐振逆变电器对补偿电容耐压的要求比较高，因而必须采取相应的措施来降低补偿电容上的电压。并联谐振逆变器采用大电感进行滤波，当负载发生短路时，由于电感电流不会突变，因此电流上升率就将会得到抑制，不易损坏功率器件，保护起来比较容易。由于其负载电路的电容、电感本身构成振荡回路，因此运行较为可靠，并且对负载的适应能力强。该电路对补偿电容耐压的要求只要达到负载两端正弦电压的峰值即可。在换流期间，用于高频感应加热电源的自关断器件IGBT，所承受反压的能力低，而逆变开关器件有

12、可能承受反压。如果在电路中为进行保护而采用反并联二极管，则会出现环流从而损坏器件。因此，每一桥臂必须串入快速恢复整流二极管，并且其串入的整流二极管与开关器件相同等级的以承受反向电压。但是，并联谐振逆变器起动时间较长，起动比较困难，需要对滤波大电感预充电，因而控制电路也相对比较复杂。并联谐振逆变器采用大电感滤波，虽然带来了短路保护比较容易的优点，但同时也带来了体积也非常庞大的缺点，从而使整个装置体积增大。综合所述比较串、并联谐振逆变器的优缺点，考虑到本项目中我们研究的电磁加热环境，我选择并联型逆变器作为微波炉电磁感应加热电源的逆变电源主电路。2.4感应加热电源的负载等效模型为了便于分析，将加热负

13、载上感应电流的环行区域看作为一个单匝线圈且是闭合的，并且等效电阻为，等效电感为。这样线盘线圈和等效线圈组成一个变压器，其中为负载电阻，其大小取决于工件自身因素。将等效折算到加热线盘回路中，设其等效电阻为，则感应加热的负载等效为阻感负载，如图2.4所示。因为负载呈感性，这样会造成电路功率因数降低和无功损耗的增大，因此在实际应用中矫正电路都要通过加功率因数，即为提高功率因数和降低无功损耗，在原电路的基础上附加一个容性元件，从而使电路趋向于纯电阻性。其中最常用的方法是将加热线盘与矫正电容并联和串联构成谐振电路，并促使电路工作在谐振频率附近，有两方面的功能：一是提高功率因数，二是当并联谐振时通过线盘的

14、电流最大或当为串联谐振时线盘两端的电压最高，因此在并联谐振或串联谐振一定的情况下，在负载的功率最大。图2.4 感应加热负载等效电路R0RLL0LCCu+-u+-在实际应用中，一般是直流电源通过高频电子开关进行间歇性的给谐振回路供电，只有在部分时间内谐振电路处在谐振状态，通常称为准谐振状态。根据系统中采用的并联谐振逆变电路，下面来详细简要介绍该并联谐振逆变电路的工作过程。并联谐振逆变电路可能出现的工作状态模型有以下3种情况：1. RL电路与直流电源接通的暂态过程开关接通前电流为零，开关接通后电流逐渐增大。如图2.5所示，设开关接通的时刻选作，取图示所示为参考方向，则根据基尔霍夫第二定律有 （2-

15、7） 即： (2-8)在符合初始条件情况下，解此方程里的特解为 (2-9)则在电感中时刻的电流为 (2-10)ti(t)t1I0(a) 电路RLUuRuL图2.5 RL电路与直流电源的接通i(b) 暂态电流小大其中，并称其为RL电路中的时间常数，并且当时，i达到了稳态值的63%。故可以得出越大，电流增加的就会越慢。2. 已通电RL电路对电源放电的暂态过程如图2.6已通电RL电路对电源放电所示，将开关先掷向1，当L中电流充到I时将其掷向2，则电路将经历一个放电过程，并且初始电流为I。在实际电路中，通常在IGBT的C、E两端反向并联一只续流二极管，从而实现零电压开通，保护开关管IGBT。假如将此个

16、二极管看成理想二极管，则当，即时，电容两端电压第一次恢复初始电压值。并且在此之后，二极管开始续流导通，电路变为电感通过二极管给电源充电，退出自由谐振状态，同时释放能量。该状态将持续到电流变为零，电感中的能量全部释放完为止。根据，可得出该过程中初始条件为 （2-10)取如图中所示方向为参考方向，则按基尔霍夫第二定律得： （2-11）即： （2-12）在符合初始条件的条件下解方程得的特解为 （i 0） (2-12)当时，由此可以看出，其暂态过程比已充电LR电路短接时的暂态过程放电速度更加的快。当i=0时， ，若，则；若，则；若，则。图2.6(b)所示为时的曲线。(b) 暂态电流ti(t)-I0(a

17、) 电路图2.6 已通电RL电路对电源放电RLU1uRuLiU123已充电RLC电路的短接的暂态过程图2.7 已通电RLC电路的短接RuRuLiCuCL 保证零电压开通时，不同ton下的触发频率测试电路如图2.7所示，取图示中的方向为参考方向，电容被充至电压-U，则 (2-13)又根据，因此 (2-14)其特征方程为 ，特征根为 ，其中， ，下面分三种情况进行讨论(1) ，即，这时p1及p2为实数，由初始条件：，可得满足初始条件的特解为 （2-15）此时为过阻尼振荡。其中振荡曲线如图2.8所示。(2) ，即，可得在满足初始条件的情况下特解为 （2-16）此时为临界阻尼振荡。其中振荡曲线如图2.

18、8所示。-uC(t) t 0 -U 临界阻尼振荡 过阻尼振荡图2.8 过阻尼和临界阻尼振荡曲线（3），即，此时p1及p2为复数，其中，根据初始条件：，可得出特解为 (2-17) (2-18)其中， 这就是阻尼振荡。其振荡曲线如图2.9所示。由式（2-17）及图2.9可得，在振荡电压中的第一个峰值（正峰值）出现在，即时刻 (2-19)此时，一种情况为，因为 增大使得减小，从而使增大。另一种情况为，因为出现了衰减因子，又使得出现减小的情况，由此可得其最终值是由两个方面的因素共同来决定的。 tuC(t)，iC(t)图2.9 阻尼振荡的电压和电流曲线 0 uC(t)iC(t) -U由式（2-18）及图

19、2.9可得当时，在谐振电流心思时出现第一个峰值（正峰值），即当时， (2-20)当时，谐振电流在时出现第一个峰值，即当时 (2-21)此时也可以分为两种情况，一是，因为增大而使减小，从而使得增大。另一情况是，因为出现了衰减因子，又使减小，故可以得出其最终值是由两个方面的因素共同来决定的。综上所述，电路产生阻尼振荡的特点为：(1) 阻尼振荡频率为 ，即当为带负载时，谐振频率降低。(2) 电流的幅度和谐振电压均均是取决于储能时间t1，由上面所述可以得出储能的时间越长其幅度也就越大。(3) 谐振电流的相位与谐振电压相比超前。当空载时，在理想的情况下，即R0，电路就会产生自由振荡，此时，所以，在振荡电

20、压的峰值为： (2-22)由此可以看出，。振荡电压在时出现第一个峰值，即当时，其振荡电流的峰值为 (2-23)故由此可以得出，。振荡电流在时出现的第一个峰值，此峰值为正峰值，即当时综上所述可以得出，在R=0时，电路就会产生自由振荡，假如回路参数和电源电压也能确定，则(1) 自由振荡频率为： (2) 谐振电压和电流的幅度均是取决于储能的时间t1，由此可以看出储能的时间越长其幅度也就越大。(3) 谐振电流的相位与谐振电压相比超前。2.5 本章小结 首先介绍了微波炉的基本工作原理，然后介绍了电磁感应加热的基本原理，描述了感应加热能量转化的过程。然后分析了串联谐振与并联谐振逆变器的拓扑结构，根据本系统

21、设计的要求采用并联型逆变器，最后详细分析了并联型逆变器不同工作过程的等效模型。图3.1 电磁炉主电路 图3.2 电磁炉主电路等效电路第三章 微波炉主电路设计3.1 微波炉主电路拓扑结构微波炉的主电路如图3.1所示，经桥式整流器的市电变换为直流电，再经电压谐振逆变电路转换成2030kHz频率的交流电。电压谐振逆变电路的变换器是零电压型（ZVS）变换器且是低开关损耗，通过驱动电路完成，由单片机来控制功率开关的开关动作。微波炉的负载锅具与加热线圈盘可以看为一个空心变压器，在次级负载中会产生具有等效的电阻和电感，然后再将次级的负载电阻和电感转换到初级，从而就可以得到图3.2所示的效电路。其中R*是由次

22、级电阻反射到初级的等效的负载电阻；L*是次级电感反射到初级并且与初级的电感L相叠加后的等效电感。3.2 微波炉主电路的工作过程微波炉主电路的工作过程可以大体分成3个阶段且各阶段的等效电路图如图3.3所示 （a）t0，t1 阶段（b） t1，t1a 阶段（c）t1a，t2 阶段 （d）t2，t3 阶段图3.3 微波炉主电路的工作过程电磁感应加热电源是以电力电子器件为核心的主电路并且通过配合特定的负载来构成，它主要由3部分组成：主电源电路、逆变电路和负载。各部分电路均可以有不同的选择方案来达到配合不同的功率要求和应用场合。主电源电路通过工频交流电整流获得为逆变电路提供直流电源。根据不同的要求可以选

23、择不同的结构，可分为三相或单相、半波或全波、不控或可控整流。在中小功率电路中一般选用经LC滤波后获得的单相桥式不控整流电路。谐振式逆变电路是以电力电子器件为核心，将主电源提供的直流电转换成高频交流电，从而来达到供负载来利用，常见逆变电路有三种：零式逆变、半桥逆变和桥式逆变。在电磁感应加热电源中的负载通常由两部分组成，即加热线圈和补偿电容构成的并联谐振电路。在实际的电路中，在一个工作周期的部分时间内处LC谐振回路大体处在谐振状态，即准谐振状态。下面通过以并联型谐振式逆变电路为例来简单介绍逆变电路的电路拓扑结构及工作原理。并联型谐振逆变电路如图3.4所示，开关三极管为IGBT，加热线圈的等效电感L

24、，等效损耗电阻R，谐振电容C，续流二极管D。在加热的过程中，IGBT的栅极加周期性的矩形脉冲，电路中的电压、电流变化如图3.6所示。图3.4 单极管零式逆变电路逆变电路的详细工作过程如下：3.2.1 主开关导通阶段根据主开关零电压开通的特点，当在t0时刻时，在通过主开关上的电压uce=0，因此通过Cr上的电压uc=uceUdc=Udc。当其主开关开通后，在R*及L*支路和Cr两端加电源电压Udc，如图3.3（a）所示。又因为Cr上的电压是Udc，因此电流仅从R*及L*支路流过在Cr中的电流为0。并且可以看出流过IGBT的电流is与流过L*的电流iL相等。由图3.3（a）得式（3-1）。 （3-

25、1）在初始条件的情况下，解得 （3-2）式中：，它为时间常数综上所述，iL是随着指数规律来单调增加。流过L*而储存了能量，流过R*形成了功率输出。当到达t1时，IGBT关断，从而使iL达到理论的最大值Im。这时，uc=Udc，uce=0。iL转换方向开始向Cr流入，但是Cr两端的电压不能突然发生变化，故IGBT是一个零电压关断。3.2.2 谐振阶段当谐振在t1时刻，IGBT关断并且触发脉冲变为低电平，切断了直流电源供电回路。t1时刻后LC振荡回路处在自由谐振状态，且电路的初始条件为：，等效电路如图2.7所示。满足的阻尼振荡条件的可以使电路正常工作。此时回路电压、电流的变化规律如图3.5所示。回

26、路谐振状态持续到t2时刻，此时的。IGBT关断之后，L和Cr在R上消耗能量同时相互交换能量而发生谐振，来生成功率输出。且其等效电路如图3.3（b）及图3.3（c）所示，我们可以分为两个阶段来讨论。且波形如图3.5中的iL和uc。由图3.3(b)、图3.3(c)可以得出的等效电路可得到式（3-3）方程组： （3-3）又根据其初始条件iL(t1)=Im，uc(t1)=Udc，解出微分方程组式（3-3）并根据其初始条件，可得： （3-4） （3-5） （3-6） （3-7）IGBT上的电压： （3-8）式中：衰减系数：=R*/2L*；微波炉谐振频率 衰减震荡叫频率电路的初始状态和电路参数决定的初相角

27、；是仅由电路参数决定的iL与 uc相比而言滞后的相位角。综上所述，当IGBT在关断之后，uc和iL显示了衰减的正弦振荡， Udc与uc的叠加生成uce，它是以Udc为轴心的衰减正弦振荡来显示，且其第一个正峰值是加在IGBT上的最高电压。第一是L*释放能量，Cr吸收能量，iL正向流动，并且部分能量消耗在R*上。在t1a时刻，（tt1a）=，iL=0，L*的能量将会释放完毕，此时uc将会达到理论的最大值Ucm，因此，通过IGBT上的电压也将达到理论的最大值uce=UcmUdc。这时Cr开始进行放电，L*是吸收能量，Cr当(tt1)=时，uc=0的能量释放完毕，L*开始释放能量，一部分消耗在R*上，

28、一部分向Cr充电，使uc反向上升，如图3-4所示。然后，Cr开始释放能量，使iL反向流动，可以分为两部分：一消耗在R*上，二转变成磁能。在uc接近0之前，(tt1)=2时，iL达到负的最大值。当(tt1)=时，uc=0，Cr的能量释放完毕，转由L*释放能量，使iL继续反向流动，也可以分为两部分：一消耗在R*上，二向Cr反向充电。由于Cr左端的电位被电源箝位于Udc，因此右端电位就会呈现下降。当(tt1)=(t2t1)，即t=t2时，uc=Udc，uce=0，二极管开始导通，从而使Cr左端电位不能再下降而箝位于0。因此uc不再变化，充电结束。但是，L*中还有剩余的能量，当在t2时刻iL(t2)=

29、I2。这时，在主控制器的控制下，主开关开始导通。它是零电压开通。3续流阶段(t2t3)由t1时刻开始持续到t2时刻的自由谐振状态，又因为 ，因此 IGBT的集射电压。假如此时触发脉冲转变为高电平，则就可使IGBT零电压软开通完成一个触发周期。假如此时无触发脉冲，则在时刻t2之后续流二极管D导通续流。如图2.6(a)所示此时电路等效为RL电路对直流电源的放电过程，开关由1掷向2之后的状况。该过程的电流变化规律见图2.6(b)所示的0t1段。到t3时刻电感中电流放电完毕，续流过程结束。假如忽略续流二极管D的导通电压，则在t2t3时间内IGBT的集射电压一直保持为零，若考虑续流二极管D的导通电压，则

30、在t2t3时间内IGBT的集射电压一直保持为一个很小的反压，其大小为二极管D的导通电压。正触发脉冲可以在t2t3时间段的任意时刻给出，但IGBT的真正开通时刻都在二极管D续流结束时刻t3，来实现IGBT的的零电压软开通。这时IGBT的集射电压是由负变正的过零时刻。t3时刻后，IGBT开始再次导通，新的周期开始。综上所述(1)假如 IGBT的正触发脉冲不在t2t3时到来，都会因IGBT的集射电压大于零而产生较大的脉冲电流，可能对IGBT造成损害。(2)最佳的触发时刻为t3，此时可以实现IGBT的零电压软开通。如果触发时间在t2t3时，就会产生一定的开通时间延迟，最大延迟时间为td= t3-t2。

31、(3)脉冲频率控制为理想的功率控制方式。其英文缩写为PFM。在改变开通时间（脉冲宽度）的同时，也改变了开关周期T（T =Ton + Toff），理想的控制方式为脉冲频率控制。（4）当开通时间Ton= t1，它决定输出功率的大小。关断时间t2-t1Toff t3-t1。因为二极管续流时间很短，所以Toff t2-t1， LC电路的自由谐振状态的时间段为t1t2。因为当电源电压确定且t2-t1由回路参数唯一确定，因此 toff基本由LC电路的参数唯一确定。当改变开通时间Ton改变输出功率的同时，保证关断时间Toff基本不变，可以来实现零电压软开通。(5) 因Toff由LC回路参数确定，驱动信号的占

32、空比便不可能为1便可以实现零电压软开关控制。在超音频范围，占空比的取值范围在0.20.7之间。 假设定义主开关开通的时刻为t0 来研究一个工作周期的情况。其一个周期的时序波形如图3.6所示。ttttttt1t2t3000000-UTonTToff图3.6 单管零式逆变电路的电压、电流波形t03.3本章小节本章主要介绍了微波炉主电路的拓扑结构，然后又介绍了微波炉主电路的工作过程，简单介绍并联谐振逆变电路的工作过程，并以单管零式准谐振逆变电路为例详细讲述了逆变电路的三个阶段：主开关导通阶段、谐振阶段、续流阶段。并给出了单管零式逆变电路的电压、电流的波形。第四章 微波炉磁控管磁路仿真系统仿真4.1

33、微波炉磁控管磁路仿真系统简介微波炉磁控管磁路仿真系统是Electronics Workbench(EWB)的升级版本。IIT公司早在公司20世纪80年代后期就推出了用于电路仿真与设计的EDA软件EWB。随着技术的发展，EWB经过了多个版本的演变，从6.0版本开始，IIT公司对EWB(Electronics Workbench)进行了较大规模的改动，仿真设计模块被改名为微波炉磁控管磁路仿真系统。微波炉磁控管磁路仿真系统与其他电路仿真软件相比，具有下述特点：1系统集成度高、界面直观、操作方便 微波炉磁控管磁路仿真系统将原理图的创建、电路的测试分析与结果的图表显示等全部集成到同一个电路窗口中。整个操

34、作界面非常直观，操作方法与实际仪器基本相同，因此该软件易学易用。 2具有数字、模拟与数字/模拟混合电路的仿真能力 在电路窗口中，既可以对数字或模拟电路进行仿真，也可以将数字元件和模拟元件连接在一起进行仿真分析。3电路分析种类齐全 微波炉磁控管磁路仿真系统除提供11种对电路进行测试的常用测试仪表外，还提供电路的直流工作点分析、瞬态分析、噪声分析等15种常用的电路仿真分析方法4 . 提供多输入/输出接口 微波炉磁控管磁路仿真系统可以输入由Pspice等其他电路仿真软件所创建的Spice网表文件，并自动生成相应的电路原理图；也可以把EWB环境下创建的电路原理图文件输出给Protel等常见的PCB软件

35、进行印刷电路设计。IIT也有自己的PCB软件Electronics Workbench Layout，可使EWB电路图文件更直接方便的转换成PCB。因此，此软件一推出就受到人们的喜爱。5. 使用灵活方便 在Mulsitim中，与现实元件对应的元件模型丰富，增强了仿真电路的实用性。用户还可以自行创建或修改所需元件模型。元件之间连接方式灵活，允许连接线任意走向，允许把子电路作为一个器件使用，从而增大了电路的仿真模型。4.2主电路的微波炉磁控管磁路仿真系统仿真主谐振电路仿真波形如图4.2所示，实验波形如图4.1所示，试验参数为：L=144图4.1触发信号（上）与谐振电压（下）实验波形H，C=0.27F。（a）触发信号（b）谐振电压图4.2 触发信号与谐振电压仿真波形图4.3为不同情况下的仿真波形。其中黑色波形是电容上电压的变化规律，红色波形是电感中