單片機在微波功率控制技術中的應用方案

1 引言

微波以它的獨特的功能開拓運用領域的新技術，其中包括微波通信，微波測量，微波加熱等新技術。微波能產生于微波源。它是由產生微波能的心臟——微波管和為微波管提供必要工作條件的電源組成。微波作為一種新的能量傳遞方式，在電子電氣行業中發展很快，其中大功率微波源常用于加熱及無極光燈的激勵源，為了更好地滿足應用的需要，經常需要功率控制。為達到無極紫外燈在微波的激發作用下，能夠產生連續可變的光源，并且能夠較好地克服技術性與經濟性的矛盾，提高性價比，本文論述單片機微波功率控制技術。

2 芯片簡介

系統使用的pic16f873，采用靜態設計技術、高性能的哈佛結構cpu和risc指令集，實現了低功耗和寬工作電壓范圍，提高了cpu的工作速度和效率。包含4k×14的程序閃存，192字節的數據隨機存儲器和128字節數據eeprom存儲器。其中i/o端口為端口a,b和c,具有13個中斷源，三個定時器，兩個ccp(捕捉器/比較器/pwm)模塊、一個看門狗電路、一個并行從屬端口psp，集成了8通道a/d轉換器。pic16f87x系列既有spi和i2c主串行通信端口，又有usart異步串行通信端口。

該芯片實現的主要功能：單片機用于協調外圍設備的數據，地址和控制信號的傳送;完成對倍壓整流輸出電壓的采樣，a/d轉換以及與設定值比較;完成觸發脈沖的同步與發送;完成對擁護指令的識別以及對設備運行狀態的顯示。

3 系統設計

3.1 原理設計

mcu是系統的核心，完成信號處理以及對各個模塊進會諧調控制的任務。系統開機，單片機上電復位啟動，檢測鍵盤輸入動作后，單片機根據不同的指令去完成不同的動作。在調功指令下達后，單片機根據輸入數據計數，觸發延時，并檢測過零脈沖，同時送顯示指令。觸發延時結束，觸發電路中的觸發脈沖就產生并維持一定強度與時間，使雙向晶閘管有效導通。磁控管工作后，由采樣電路采集陽極電壓信號，并與設定電壓比較后對觸發延時作一定的修正。同時檢測光強信息，使光強滿足用戶要求。通過這個過程，完成對無極燈放電的穩定控制，有連續調節的功能，而且操作簡單，便于與用戶直接交流，易于用戶直接使用。系統結構圖如圖1所示。

圖1 系統結構圖

3.2 系統硬件設計

(1)升壓和整流的電路。磁控管腔體電壓一般要達到1800v才能工作，為此必須設計升壓變壓器來抬升電壓。采用兩個變壓器t1和t2并聯方式向倍壓整流電路供電。

當交流電為正半周時，二極管d2承受正壓導通對電容c2充電，直到達到交流電最大值

;c1則處于放電過程，與t1次級線圈一起對磁控管供電。負半周則相反。其輸出平均電壓關系式為：

采用全波倍壓整流電路，其電路如圖2所示。

圖2 全波倍壓整流電路