理论教育 微波发射装置的结构设计优化方案

微波发射装置的结构设计优化方案

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:图2-2所示为典型微波炉的微波发射装置的结构。微波发射装置主要通过磁控管向微波炉内发射微波,对食物进行加热,其他组成部件主要为磁控管供电。图2-4 微波炉中磁控管的内部结构磁控管工作时,阳极接地,阴极接负电压。在磁控管的中心有一个圆筒形的波导管,微波信号从波导管中辐射出来,这就是波导管的作用。高压变压器高压变压器是微波发射装置的辅助器件,又称高压稳定变压器,在微波炉中用来为磁控管提供高压电压和灯丝电压。

微波发射装置的结构设计优化方案

图2-2所示为典型微波炉的微波发射装置的结构。该装置主要由磁控管、高压变压器、高压电容器、高压二极管构成。微波发射装置主要通过磁控管向微波炉内发射微波,对食物进行加热,其他组成部件主要为磁控管供电。

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图2-2 典型微波炉的微波发射装置的结构

(1)磁控管

磁控管是微波炉中的重要部件,主要是由发射天线散热片、阳极外壳、灯丝端、垫圈和固定孔等组成。图2-3所示为典型微波炉的磁控管的外形结构。

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图2-3 典型微波炉的磁控管的外形结构

图2-4所示为微波炉中磁控管的内部结构,在磁控管的内部设有阳极、阴极和波导管等。由内部结构图中可以看出,磁控管内部的阴极和阳极之间有许多谐振腔,谐振腔在圆周上均匀排列。这样可以使电子流在谐振腔内形成腔体谐振,其频率约为2450MHz。

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图2-4 微波炉中磁控管的内部结构

【知道更多】

磁控管工作时,阳极接地,阴极接负电压(通常为-4000V)。灯丝为阴极加热,阴极受热后会产生电子流飞向阳极。在磁控管的外部加上强磁场,磁控管中的电子流受到磁场的作用会作圆周运动。由于磁控管内空间的特殊形状,电子在谐振腔内运动时,便会形成谐振,从而产生微波振荡信号。

在磁控管的中心有一个圆筒形的波导管,微波信号从波导管中辐射出来,这就是波导管的作用。这类似于发射天线,因此又称微波天线。

微波的传输特性是沿着波导管的方向辐射,微波炉的炉腔是由金属板制成的。微波遇到金属板会形成反射,微波借助于炉腔金属板的反射作用,可以辐射到炉腔的所用空间。放入的食物在微波的作用下,食物内的分子互相摩擦转换成热量,从而使食物的温度升高,最终将食物加热。

(2)高压变压器

高压变压器是微波发射装置的辅助器件,又称高压稳定变压器,在微波炉中用来为磁控管提供高压电压和灯丝电压。图2-5所示为典型微波炉中的高压变压器,它通常位于微波炉右侧的底部、磁控管的下方。

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图2-5 高压变压器的结构

图2-6为高压变压器的结构及电路连接示意图。高压变压器电源输入的220V交流电压经过变压后,输出2000V左右的高压,然后经二次高压绕组将电压送给高压电容器和高压二极管;同时,经灯丝绕组输出连接磁控管的灯丝引脚端,为磁控管提供灯丝电压。

【特别提示】

在高压变压器的顶部通常可以找到其相应的型号规格标识,如图2-7所示,该高压变压器的规格为“220V~50Hz”,其中“220V”表示该高压变压器的输入电压为220V。“50Hz”表示该高压变压器的额定频率为50Hz。(www.daowen.com)

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图2-6 高压变压器的结构及电路连接示意图

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图2-7 高压变压器的标识

(3)高压电容器和高压二极管

高压电容器和高压二极管是微波发射装置中的滤波整流器件,其中高压电容器起滤波作用,它通常位于微波炉风扇支架的底端,其中一引脚连接着高压二极管。图2-8所示为典型微波炉的高压电容器的安装位置

【知道更多】

通常在高压电容器的侧端标有其规格型号,如图2-9所示。由图可知,该高压电容器的标识为“2100V·AC”、“1.08μF±3%”、“50/60Hz”,表明该高压电容器的额定电压为交流2100V;电容量为1.08μF±3%;额定频率为50/60Hz。

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图2-8 高压电容器的安装位置

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图2-9 电容器标识的规格型号

高压二极管接在高压变压器的高压绕组输出端,对交流输出进行整流。图2-10所示为典型微波炉中的高压二极管的安装位置。通常,该器件位于微波炉风扇支架的底端,其中一端连接高压电容器,另一端为接地端。

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图2-10 典型微波炉中的高压二极管的安装位置

【专家热线】

Q:请问专家,我这里有一台微波炉,怎么有两个高压二极管?

A:接地的那个是高压二极管,另一个是双向高压保护二极管,如图2-11所示。双向高压保护二极管起电压保护的作用,保护磁控管灯丝免受高压冲击。

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图2-11 安装有双向高压保护二极管的微波炉

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