ارائه يك روش جديد براي راه‌اندازي لامپ مگنترون با استفاده از مبدل نيم‌پل تغيير فاز يافته

A New Driving Method for a Magnetron Tube Using Phase-Shifted Half-Bridge Converter

اين مقاله، به طراحي مدولاتور توان براي راه­اندازي لامپ مگنترون پرداخته است. ساختار مدولاتور توان ارائه شده، مبدل نيم­پل، با تشديد سري و كنترل تغيير فاز مي­باشد. در اين طرح با كنترل تغيير فاز كليدزني، شرايط تعادل جريان مغناطيس‌گنندگي برآورده شده و از مقدار حداكثر جريان اشباع هسته كاسته مي­شود. در نتيجه تنش جريان كليد­ها كم شده و تلفات كليدزني و تلفات هسته كاهش مي­يابد. بنابراين حجم، وزن و قيمت هسته ­ي ترانسفورماتور قدرت كاهش مي­يابد. به‌علاوه با استفاده از اندوكتانس نشتي ترانسفورماتور قدرت، مدار تشديد سري ايجاد نموده و ضمن كاهش تلفات ترانسفورماتور، شرايط كليدزني نرم تامين مي­شود. مدولاتور توان پيشنهادي، حداكثر و متوسط توان خروجي را در شرايط حداقل تلفات ​​كنترل مي­ كند. حداكثر توان مورد نياز W1000 و توان متوسط آن W 250 است كه متناسب با زمان فعال بودن مبدل كنترل مي­گردد. از ديگر مزاياي طرح ارائه شده، مي­توان به سادگي مدار قدرت، كاهش تعداد قطعات كليدزني، كاهش تلفات كليدزني و كاهش اندوكتانس نشتي ترانسفورماتور قدرت اشاره كرد. نتايج طراحي توسط نرم افزار شبيه­ ساز PSCAD و تست­هاي آزمايشگاهي مورد تاييد قرار گرفته است.

This article studies the design of a power modulator for driving a magnetron tube. In this design the power modulator works with the half-bridge structure, series resonator and phase shift control method. In this scheme, by controlling the switching phase shift,the balance condition of magnetization current is satisfied and the maximum amount of core saturation current is reduced. As a result, the current stress of switches is reduced and switching and core losses are reduced. So, the size, weight and the cost of the core of the power transformer will reduce. Also, using leakage inductance of the power transformer, the series-resonance circuit is provided soft switching condition is guaranteed. Suggested power modulator, is able to control the peak and average output power with the minimum loss. The maximum power of a microwave oven is about 1000 w and its average power is 250 W which is controlled proportionally to the inverter on-state periods. Other advantages to the proposed design are simplicity of the power circuit, decrease in the number of switching elements, decrease in the switching losses, and decrease in the leakage inductance of the power transformer. The design results have been verified through simulated of the PSCAD software and laboratory tests.