微波炉信号处理过程解析

由于微波炉的控制方式有所不同，可以分为机械控制式微波炉和电子式控制的微波炉。所以其工作过程也有所不同，下面分别进行介绍。

1.机械控制式微波炉的工作过程

机械控制式微波炉的控制方式为定时器开关和火力控制开关对微波炉进行控制。图8-19所示为典型机械控制式微波炉的电路结构和工作过程。

图8-19 典型机械控制式微波炉的电路结构和工作流程

机械控制式微波炉是由交流220V电源为其进行供电，当微波炉炉门关闭时，门联锁开关S1、门联锁开关S2闭合，安全开关S3断开保护，从而使供电电压为后级电路进行供电，提供工作条件。若当炉门打开时，门联锁开关S1、S2断开，安全门开关S3闭合短路后级电路，防止后级电路继续工作。

当微波炉炉门关闭后，此时使用火力控制开关S5选择微波功能时，火力控制开关中的S5-3断开，S5-1与S5-2接通，当使用定时开关S4闭合选择加热的时间后，同步电动机M1、风扇电动机M2以及转盘电动机M3进行工作，供电电压加载至高压变压器的初级绕组上，经高压变压器后转变为高压与高压电容器C、高压二极管VD配合，从而驱动磁控管进行工作，当M1同步电动机到达设定的时间后，将定时开关S4断开，停止为高压变压器进行供电，从而使磁控管停止进行工作。

当使用火力控制开关选择烧烤功能时，火力控制开关中的S5-3接通，S5-1与S5-2断开，此时使用定时开关S4闭合选择加热的时间后，同步电动机M1、风扇电动机M2以及转盘电动机M3工作进行工作。当S5-1与S5-2断开后无法为继电器KM1以及高压变压器T进行供电时，继电器KM1失电，触点闭合，高压控制电路停止工作。当S5-3接通，继电器的触点闭合时为石英管进行供电，石英管进行烧烤工作。同样，当M1同步电动机到达设定的时间后，将定时开关S4断开，停止为石英管进行供电，从而使石英管停止进行工作。

当使用火力控制开关选择微波烧烤组合功能时，火力控制开关中的S5-1、S5-2以及S5-3均接通，但此时S5-1受同步电动机M1控制，定时开关设定加热的时间后，由同步电动机M1控制S5-2间歇闭合和断开，当S5-2受同步电动机M1控制断开时，石英管控制电路控制石英管进行烧烤加热，当S5-1受同步电动机M1控制闭合时，继电器KM1得电，触点断开，石英管停止进行烧烤，高压变压器初级绕组得到供电电压，由次级绕组输出高压控制电路，从而使磁控管MT进行微波加热。

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由于微波炉的微波加热时也可以分为不同的挡位，在不同挡位时，由火力控制开关和定时开关配合，控制磁控管进行工作和间歇的时间比例，从而达到控制输出不同的火力。

微波烧烤组合功能分为不同的挡位时，同样是利用火力控制开关和定时开关配合，控制磁控管和石英管的加热时间。例如：选择组合烧烤1挡位时，30%的时间由磁控管工作输出微波，70%的时间由石英管工作进行烧烤；而当选择组合烧烤2挡位时，49%的时间由磁控管工作输出微波，51%的时间由石英管工作进行烧烤；而当选择组合烧烤3挡位时，67%的时间由磁控管工作输出微波，33%的时间由石英管工作进行烧烤。

2.电子式微波炉的电路结构和工作过程

电子式微波炉的控制电路是采用微处理器为核心的自动控制、自动检测和自动保护控制电路。图8-20所示为典型电子式微波炉的信号处理过程。

（1）人工指令的输入

由图8-21中可以看到，该微波炉所采用的微处理器是一个42脚的双列直插式大规模集成电路。这个集成电路的引脚很多，每个引脚的功能各不相同。在微处理器的右边有12个引脚的插口X7，引线插口所连接的是操作电路。

操作电路是由一排一排纵向导线和一行一行的横向导线构成的，在每一对导线的交叉点上有一个开关符号，这些开关符号是安装在微波炉前面板上的按键开关，每按一下开关，两个点之间就接通了。用这种引线交叉的方式可以安装很多的按键，这种棋盘格的按键操作方式被称为矩阵式人工指令键输入方式。

在纵向的引线上，只要一开机，微处理器就会产生一系列的时序脉冲，每条线上的时序脉冲的时序是不同的。如果按动某一个开关，连接它的横竖两条线就接通了，就会将时序脉冲从纵向的线上传到横向的线上，并送入微处理器，微处理器根据矩阵点的坐标，可以判别出被按下的是什么键，因为每一个键都有一个相应代号，每个代号都对应一个相应的功能设置，这个功能设置是事先设置好后存储到微处理器里面的存储器中的。例如，代号SB1表示启动，SB2表示薄块烧烤，SB3表示组合烧烤，SB4表示快速烹饪等等。通过按键的方式，就可将人工指令送给微处理器，微处理器根据人工指令就可以自动进行工作了。微处理器工作时，会把工作状态和运行时间通过微波炉上的数码或液晶显示屏显示出来，这样可以很方便地了解微波炉的工作状态。当按下矩阵电路中的任意一个按键时，会输出相对应的键控信号，送入微处理器中，如图8-21所示。

（2）时钟振荡器

当微处理器进行工作时，在微处理器㉛脚、㉜脚端连接一个石英晶体（晶振）为微处理器的正常工作提供时钟信号，如图8-22所示。

图8-20 典型电子式微波炉的信号处理过程

图8-21 键矩阵电路的结构和原理(www.xing528.com)

图8-22 微处理器的时钟振荡电路

（3）输出接口电路

微处理器的一些引脚用于连接输入和输出接口。因为微处理器是一种数字电路，所以其输出指令有两种方式：一种是输出逻辑电平方式（即高电平或低电平），另一种是输出幅度为5V的数字脉冲信号。对于微波炉电动机、继电器等其他器件的控制，微处理器一般是通过一个转换电路或是一个驱动电路进行控制的。

（4）电源供电电路

交流220V的电压通过接口XP1进入电路中，首先要进入变压器T，变压器T是一个小功率的变压器，它将220V的电压变成十几伏甚至是几伏的低压，然后经过整流二极管和滤波电容变成直流电压。变压器次级绕组中间的抽头是接地的，两个引脚都接有二极管VD1、VD2，再经过电容C2滤波以后，输出一个+18V的电压，这个电压就可以供给其他电路或晶体管作为低压电源使用。次级绕组所接的二极管VD3输出方向与VD1和VD2是相反的，经过VD3整流滤波输出的是一个-18V的电压，在变压器的次级绕组上面还有一个绕组，它输出2V的交流电压，2V电压输出后直接接在字符显示器的①和⑯脚（灯丝供电），如图8-23所示。

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荧光型显示器的灯丝是给显示屏的阴极加热的，它要靠阴极发射电子去轰击显示屏上一个段的符号，符号上面涂有荧光粉（在这个器件当中相当于阳极）。阴极上的电子轰击到阳极上，在阳极上的荧光粉是什么颜色的就会发出什么颜色的光。如果没有给灯丝供电的电压，显示屏就不会亮。

图8-23 电子式微波炉中电源供电电路

（5）托盘电动机驱动电路

在托盘下有一个驱动电机（托盘电动机），它是由继电器KM1通过插件XP2进行控制的，当继电器KM1得电后，触点吸合，托盘电动机就接通电源，使其随之进行旋转。托盘电动机的继电器KM1是由晶体管VT8进行控制的，+18V供电电压为继电器进行供电，再经过限流电阻R29接到晶体管VT8的集电极，再经其发射极接地，在晶体管VT8的基极b连接一个限流电阻器R27（耦合电阻），当微处理的②脚输出高电平到晶体管VT8的基极时，晶体管VT8导通，继电器KM1得电，触点接通，托盘电动机进行旋转，如图8-24所示。

图8-24 托盘电动机驱动电路

（6）风扇电动机驱动电路

风扇电动机的驱动方式与托盘电动机的驱动方式相似，风扇电动机同样由继电器通过插件XP3进行控制的，当继电器得电后，接通开关，风扇电动机接通电源，使风扇电动机进行旋转。当微处理器的①脚送出高电平，晶体管VT4导通，继电器KM2得电，触点吸合，风扇电动机进行旋转，如图8-25所示。

（7）微波控制/烧烤控制电路

图8-25 风扇电动机驱动电路

微波控制/烧烤控制也都是由两个继电器进行控制的，微波控制的继电器KM3是由晶体管VT6进行控制的，烧烤控制的继电器KM4是由晶体管VT7进行控制的。VT6和VT7分别由微处理器的⑮脚和㊵脚进行控制。通过这种控制方式，当需要进行烧烤或是需要进行微波时，微处理器的㊵脚或⑮脚就会输出电平信号，对相应的晶体管进行控制，进而再对继电器进行控制，从而驱动石英管或磁控管进行加热工作，如图8-26所示。

图8-26 微波控制/烧烤控制电路