南通纺织职业技术学院格兰仕WD800B微波炉的基本电路分析摘要本文主要从微波炉的基本电路入手，简单介绍了其结构组成和各部分的功能，对其进行了一系列的分析并简单的介绍了其以后的发展趋势。

关键词微波 TMP47C415 TM73S41一、概述微波炉，俗称微波灶，是继电冰箱，洗衣机之后，又一种深受人们欢迎的家用电器产品。

微波技术与微电子学均问世于上世纪的30年代，最初是作为信息传输手段在通信领域中运用，二次世界大战期间出现了雷达，战争促进了微波器件与微波技术的应用。

1945年美国的Raytheon Co.LTD的斯彭塞在调试雷达后发现他口袋里的巧克力融化了，在解释这种现象的过程中，人们认识到这是微波的作用。

斯彭塞又作了一系列加热食品的试验，并申请了微波加热食品的专利。

1952年该公司根据这个原理制成了雷达炉，这就是微波炉的前身。

1955年美国的塔潘公司研制成功了低价（1200美圆）微波炉并批量生产500台，首次投放市场，开始把微波炉引入家庭。

但当时的微波炉功能单一，性能欠佳，特别是加热不均，寿命较短，微波泄露大，只能蒸煮，不能烘烤。

加之不能被家庭认识等原因，暂时掩盖了它的优点，当年只售了一万台左右。

1955年西欧也研制成功。

1959年，日本从美国引进了微波炉。

1961年，日本东芝公司研制并生产出微波炉。

60年代末，日本各大电气公司加快研制速度，东芝，松下，夏普等公司的产品开始打入美国市场，大大刺激了美国微波炉的发展。

从70年代起，由于微波炉设计制造技术提高，改进了食品烹饪工艺，解决了辐射问题，而且操作方便。

功能多及降价问题的解决，使微波炉受到欢迎。

随着产品性能日益完善，功能扩大，尤其是微波炉方便食品和微波炉专用塑料，陶瓷，玻璃容器的开发以及对南通纺织职业技术学院微波炉的广泛宣传，从而使微波炉制造工业得到突飞猛进的发展。

从产品的结构上看，1966年推出的具有更好均匀加热特性的“转台式”微波炉，不仅可以根据不同食品选择相应的微波加热功率，而且可用于解冻和冷藏食品；1975年研制成功了带“微处理器“的微波炉，从而实现了微波炉高智能化，使其操作性能和精度都得以大大提高。

以后又相继出现了“复合式”微波炉，这种微波炉把传统加热方式（如电热）与微波炉结合，能进行烘，烤等多种烹饪。

1980年出现带温度或湿度传感器与微处理器相结合的“传感器复合式”微波炉。

1982年又研制并生产出带“重量传感器”的微波炉。

今天的智能微波炉多采用可编程微处理器，只要按启动按钮，微波炉就自动工作而不必设定其他如烹饪时间，温度等等。

现在，微波炉已经同电冰箱，洗衣机，电视机等家用电器产品一样，在人们的生活中发挥着越来越重要的作用。

二、微波特性和加热原理2.1微波的特性微波是一种波长为1mm至1m，频率300MHz~300GHz的电磁波，它除具有电磁波的通性外，还有本身的固有特性。

（1）微波具有类光性微波波长很短，但也具有类似可见光的性能，如反射，折射，透射，干涉，衍射，聚焦，能被吸收等等。

（2）微波与其他物质的作用微波在直线传播中，遇到金属等材料时能反射；遇到玻璃，塑料，陶瓷，云母等绝缘材料则透射；遇到含有水分的脂肪，蛋白质，淀粉，蔬菜等介质时，能大量的被吸收，且将微波的电磁能转化为热能。

（3）微波的传输一般的低频和高频电磁波分别用平行双导线和同轴电缆传输，而微波需要用高导电率的金属空心波导管来传输。

（4）微波加热频率南通纺织职业技术学院微波频段很宽，但真正用于微波加热的频率却很有限。

这主要是考虑到便于实现微波器件和设备的标准化；避免因使用频带太多，造成对雷达和微波通讯的干扰。

因此，国际上对微波加热使用的频率有明确的规定：供工业，科研及医学等方面应用的微波有4个频段；商业，家用微波炉有915MHz和2450MHz两个频率。

915MHz 多用于干燥，消毒，2450MHz多用于家庭烹调炊具，如表一所示：表一微波加热频率分类2.2 微波加热原理被加热的介质可分为两类：一类是分子在无电场力作用时，内部正负电荷中心重合，称为无极性分子介质；另一类是分子即使在无外电场力作用时，其内部电荷的中心也不重合，称为有极性分子介质，也称为偶极子或极性分子。

在没有外电场时，尽管每个极性分子正负电荷中心并不重合，但分子的热运动使极性分子凌乱，因此，总体并不显现极性。

如将这种电介质放在外加电场中，每个极性分子就会沿电场力的作用方向取向，形成有序排列。

于是，在电介质表面感应出极性相反的束缚电荷，这一过程就称为极化。

显然，外加电场越强，极化作用也越强。

没有外加电场时，极性分子又变成无序状态。

当外加电场以相反的极性再次施加时，极性分子南通纺织职业技术学院也随之以相反的方向有序排列。

如将无极性分子电介质放到外加电场中，则会发生两种作用：首先是原来重合的正负电荷中心发生相对位移，其结果是使无极分子变为有极分子；其次这些极性分子也沿外加电场作用方向取向，也发生极化。

若外加的是直流电场，介质的极化仅使电场的电能转化成极性分子的位能；若外加的是交变电场，这时它就会被反复交变极化。

交变电场的频率越高，极性分子反复转向的极化也就越快，分子热运动也就越快，动能有越大，相邻分子间的摩擦作用便越激烈，在此过程中便完成了电磁能向热能的转换。

家用微波炉的频率是2450MHz，在一秒钟内介质即以4900MHz的剧烈速度转向，其摩擦生成的热量之大是可想而知的。

对于具有液体的介质，除上述作用外，还有带电粒子在微波场作用下，受电场的加速运动，正离子向负极，负离子向正极，随着微波场的交变，带电离子的运动方向也随之变化，在运动过程中，离子间摩擦也生成热量。

由此看来，微波加热的本质，可认为是极性分子和离子将从微波场得到的电磁能转化成了热能。

理论和实验证明，单位体积介质中所消耗的微波功率η可表示为：η=2лfE²є(tgδ+σ/2лfє)式中f是微波波长为2450MHz； E是微波电场强度；є是被加热的介质的介质常数；δ是被加热介质的介质损耗角；σ是被加热介质的导电率。

可以看出，在微波场中，单位时间，单位介质体积内所产生的热量与物质的性质，微波场的电场强度及频率有关。

而提高微波电场强度和频率则是受到限制和约束的。

三、格兰仕WD800B微波炉的主要结构电路分析格兰仕WD800B微波炉的基本电路组成结构如图1所示,主要分为两个部分：电脑控制部分和电源功率调节部分。

电脑控制部分又分为控制面板部分，集成芯片部分，显示部分。

电源和功率部分又分为安全保护电路，定时功率控制电路，磁控管，照明电路，冷却机电机等。

南通纺织职业技术学院冷却电机磁控管炉体（腔）安全控制和保护磁控管供电电路照明电路转盘电机定时和功率调节电脑控制电路控制面板传感器显示器电源和功率调节电路电脑控制部分图1 WD800B微波炉的基本电路方框图3.1格兰仕WD800B的传感器传感器在微波炉中的作为自动烹饪控制的参量检测原件，通过检测食物的温度，湿度，热量，重量等参量，输入微波炉电脑控制器的微电脑芯片进行运算处理，从而使微波炉以适当的功率和加热时间进行烹饪，使微波炉的烹饪性能和操作方便。

格兰仕WD8OOB主要用来了温度传感器、湿度传感器。

（1）格兰仕WD800B的温度传感器格兰仕WD800B使用的是红外温度传感器——热释电型红外温度传感器。

红外线又称红外辐射，是波长在0.8——40µm的热辐射。

众所周知，任何物体都会产生与其温度相应的热辐射，物体在单位时间内从每单位面积上放出的全部辐射能E。

,可由斯蒂芬——玻尔兹曼定律决定：E。

=εσT4(w/cm²)式中σ——斯蒂芬——玻尔兹曼系数（5.6697*10-12w/cm²*T-4）南通纺织职业技术学院T——物体的绝对温度，ε——物体表面的比辐射率因为红外线是热辐射的主体，所以上式也就成为构成红外温度传感器的依据。

热敏型是利用红外辐射的热效应制成的，故一般响应慢，灵敏度低，但响应红外光谱范围宽，并且价格便宜，在室温条件下就能使用，所以适于用作家电传感器。

目前在微波炉中使用的热释电型和表面波型红外温度传感器均属热敏型。

（2）格兰仕WD800B的的湿度传感器湿度传感器是有陶瓷半导体材料制成的，它的组织会随着外在的空气湿度或整齐的浓度而发生变化，利用湿度传感器的这种“湿敏”特性，即可检测出食物的加热情况，进而通过微电脑芯片的运算处理，指挥微波炉进行工作。

格兰仕WD800B采用了一种AH绝对湿度传感器。

这种绝对湿度传感器中包含有两个热敏电阻，其结构如图2所示。

图2 绝对湿度传感器由图可见，其中一只热敏电阻至于干燥空气的密封容器中，而另一只热敏电阻放在放在开口的容器中。

每个绝对湿度传感器都有金属网制成的保护盖，以免外部的气流的影响而产生检测误差。

绝对湿度传感器的检测原理如图3所示南通纺织职业技术学院图3 绝对湿度传感器工作原理它是由传感器的热敏电阻与两个电阻组成桥电路。

热敏电阻由电源供电，以便使它加热到一定温度，如果将两个热敏电阻置于不同的湿度下，他们就会表现出不同的导热性，从而出现电位差，桥电路就会产生电压输出，这个电压输出通过运算放大器加以放大，就作为湿度信号输入电脑控制芯片。

（3）格兰仕WD800B的温度，湿度检测电路图4是格兰仕WD800B的温度，湿度检测电路。

图中微电脑控制芯片采用TMS73C41型号。

由图可见，从TMS74C41的13脚输出一个固定的周期性脉冲信号，经由R19和R18分压后得到一幅度一定的脉冲信号。

这个信号通过蒸汽传感器（即整齐感应电阻，相当于一个随整齐变化的可变电阻），由电容器C7藕合，竟有电阻R10和电容器C8组成的节分电路，在C8两端取得一受整齐传感器电阻阻值控制的冲放电电压，此电压经过UPC358C运算放大器的两级放大后，从TMS73C41的2角输入。

微电脑控制芯片TMS73C41根据 2脚注入信号，可判断出微波炉内被加热的蒸汽量大小，从而确定微波炉内的食物还需要加热的时间和功率大小，并指挥微波炉按要求进行工作，如图9所示。

压后得到的阻值，经R25 送人TM73S41内部，TM73C41根据送入信号，经过运算器处理之后，暑促指令，控制微波炉进行工作。

3.2 格兰仕WD800B的电脑控制器在格兰仕WD800B微波炉中，电脑控制器相当于普通微波炉中的机械程控器，其主要作用是对微波炉的加热功率和加热时间进行控制。

从结构上来说，电脑控制器除了微电脑大规模集成电路以外，还有电源电路，触摸式键盘输入电路，自检电路，显示电路和继电器驱动电路等单元电路。

如图5所示种高速度性能良好的四位单片机，具有大电流输出和四位A/D 变换输入功能。

如图6和表2所示1R422R433R504R515R526R537R608R619R6210VDD 11VKK 12R3013R3114R3215R3316R1017R1118R1219R1320R2021R2122R2223R2324K0025K0126K0227K0328XIN 29XOUT 30RESERT 31VSS 32R7033R7134R7235R7336R8037R8138R9039R9140R9241R4042R41*（2）格兰仕W800B控制器的电源电路格兰仕W800B电脑控制的电源电路如图7所示图7 电脑控制器的电源电路由图7可见，交流电源220、50hz由变压器一次输入，在二次输出三组低压交流电。