CN110456190B - 一种磁控管状态检测方法、控制器、电路及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微波设备领域，公开一种磁控管状态检测方法、控制器、磁控管状态检测电路及磁控管状态检测系统，其中，该磁控管状态检测方法包括：检测流经磁控管的电流非连续段阳极电流脉冲，并生成该电流非连续段阳极电流脉冲的电流宽度，然后根据该电流非连续段阳极电流脉冲的电流宽度与预设电流宽度，确定磁控管状态。因此，其能够直接得到电流非连续段的阳极电流脉冲以便精确地识别磁控管的状态，当磁控管处于空载状态时，降低驱动电路的输出功率或者采取停机措施，防止磁控管处于空载状态时过温损坏。

Description

一种磁控管状态检测方法、控制器、电路及系统

技术领域

本发明涉及微波设备领域，特别是涉及一种磁控管状态检测方法、控制器、电路及系统。

背景技术

随着技术的发展，微波设备应用越来越广泛。微波设备能够驱动磁控管产生微波，使微波影响微波设备的负载。当微波设备的磁控管处于空载状态时，大量微波反射回磁控管，造成磁控管剧烈发热，进而引起磁控管阳极温度、灯丝温度过高，使得磁控管容易出现裂磁、漏气以及灯丝衰老等问题，有可能造成磁控管失效，并且磁控管工作于空载状态，也造成了电力的浪费。

发明内容

本发明实施例一个目的旨在提供一种磁控管状态检测方法、控制器、磁控管状态检测电路及系统，以能够对磁控管状态进行精准识别。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的一个技术方案是：

在第一方面，本发明实施例提供一种磁控管状态检测方法，包括：

检测流经磁控管的电流非连续段阳极电流脉冲，并生成所述电流非连续段阳极电流脉冲的电流宽度；

根据所述电流非连续段阳极电流脉冲的电流宽度与预设电流宽度，确定磁控管状态。

在一些实施例中，流经磁控管的阳极电流状态包括电流连续段状态与电流非连续段状态，所述检测流经磁控管的非连续段阳极电流脉冲，并生成所述非连续段阳极电流的电流宽度，包括：

获取流经所述磁控管的电信号；

根据所述电信号，确定流经所述磁控管的阳极电流状态；

当所述阳极电流状态为电流非连续段状态时，检测流经所述磁控管的非连续段阳极电流脉冲，并生成所述非连续段阳极电流脉冲的电流宽度。

在一些实施例中，所述预设电流宽度包括第一预设电流宽度，所述根据所述非连续段阳极电流脉冲的电流宽度与预设电流宽度，确定磁控管状态，包括：

判断所述非连续段阳极电流脉冲的电流宽度是否大于或等于所述第一预设电流宽度；

若是，确定所述磁控管状态为空载状态；

若否，确定所述磁控管状态为有载状态。

在一些实施例中，所述预设电流宽度包括第二预设电流宽度，所述非连续段阳极电流的脉冲数量为多个，所述根据所述非连续段阳极电流脉冲的电流宽度与预设电流宽度，确定磁控管状态，包括：

确定每个非连续段阳极电流脉冲的电流宽度；

记录大于或等于所述第二预设电流宽度的非连续段阳极电流脉冲宽度的数量；

判断所述数量是否大于或等于预设数量阈值；

若是，确定所述磁控管状态为空载状态；

若否，确定所述磁控管状态为有载状态。

在一些实施例中，所述方法还包括：

根据所述磁控管状态，调节所述磁控管的输出功率。

在一些实施例中，所述根据所述磁控管状态，调节所述磁控管的输出功率，包括：

获取所述磁控管状态；

若所述磁控管状态为空载状态，降低所述磁控管的输出功率；

若所述磁控管状态为有载状态，维持所述磁控管的输出功率。

在第二方面，本发明实施例提供一种控制器，所述控制器包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够用于执行如上所述的磁控管状态检测方法。

在第三方面，本发明实施例提供一种磁控管状态检测电路，所述磁控管状态检测电路包括：

检测电路，用于采样流经所述磁控管的阳极电流；以及如上所述的控制器，与所述检测电路连接。

在一些实施例中，所述检测电路包括：

第一采样电阻，用于采样所述磁控管的阳极电流，所述第一采样电阻的一端与地连接；

第一限幅电阻，所述第一采样电阻的另一端与所述第一限幅电阻的一端连接；

第一稳压二极管，所述第一稳压二极管的正极连接于所述第一采样电阻与地连接的一端，所述第一稳压二极管的负极分别与所述第一限幅电阻的另一端、所述控制器连接。

在一些实施例中，所述检测电路包括：

第二采样电阻，用于采样所述磁控管的阳极电流，其一端与地连接；

第二限幅电阻，其一端与所述第二采样电阻的另一端连接，另一端与所述控制器连接

第一非线性器件，用于采样所述磁控管的阳极电流，其负极分别与所述第二采样电阻的一端和地连接，其正极分别与所述第二采样电阻的另一端和所述第二限幅电阻的一端连接。

在一些实施例中，所述磁控管状态检测电路还包括：信号调理电路，其分别与所述检测电路和所述控制器连接，用于调理所述检测电路采样到的阳极电流。

在第四方面，本发明实施例提供一种磁控管状态检测系统，所述磁控管状态检测系统包括：

磁控管；

驱动电路，其与所述磁控管连接，用于驱动所述磁控管；以及如上所述的磁控管状态检测电路，用于检测所述磁控管状态。

本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，在本发明实施例中，首先，检测流经磁控管的电流非连续段阳极电流脉冲，并生成该电流非连续段阳极电流脉冲的电流宽度，然后根据该电流非连续段阳极电流脉冲的电流宽度与预设电流宽度，确定磁控管状态。因此，其能够直接得到电流非连续段的阳极电流脉冲以便精确地识别磁控管的状态，当磁控管处于空载状态时，降低驱动电路的输出功率或者采取停机措施，防止磁控管处于空载状态时过温损坏。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种微波设备的结构示意图；

图2a是定频电源有载状态下磁控管阳极电流时序图；

图2b是定频电源有载状态下电流非连续段磁控管阳极电流时序图；

图2c是定频电源空载状态下磁控管阳极电流时序图；

图2d是定频电源空载状态下电流非连续段磁控管阳极电流时序图；

图3a是变频电源有载状态下磁控管阳极电流时序图；

图3b是变频电源有载状态下电流非连续段磁控管阳极电流时序图；

图3c是变频电源空载状态下磁控管阳极电流时序图；

图3d是变频电源空载状态下电流非连续段磁控管阳极电流时序图；

图4是本发明实施例提供一种磁控管状态检测电路的结构示意图；

图5a是本发明实施例提供一种磁控管状态检测电路的电路图；

图5b是本发明另一实施例提供一种磁控管状态检测电路的电路图；

图6是本发明另一实施例提供一种磁控管状态检测电路的结构示意图；

图7是本发明另一实施例提供一种磁控管状态检测系统的结构示意图；

图8是本发明实施例提供一种控制器的结构示意图；

图9是本发明实施例提供一种磁控管状态检测装置的结构示意图；

图10是本发明另一实施例提供一种磁控管状态检测装置的结构示意图；

图11是图10中检测模块的结构示意图；

图12是图10中生成模块的结构示意图；

图13是图10中确定模块的结构示意图；

图14是图10中调节模块的结构示意图；

图15是本发明实施例提供一种磁控管状态检测方法的流程示意图；

图16是本发明另一实施例提供一种磁控管状态检测方法的流程示意图；

图17是图16中步骤51的流程示意图；

图18是图16中步骤52的流程示意图；

图19是图16中步骤52的另一种流程示意图；

图20是图16中步骤53的流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明实施例提供的微波设备包括工业微波设备、医用微波设备、民用微波设备、军事微波设备等等。在工业领域，工业微波设备可以用于对材料进行快速加热、干燥以及材料改性等等。在医用领域，医用微波设备可以用于对药品进行杀菌及对病灶部位消融等等。在民用领域，民用微波设备可以用于微热食物等等。在军事领域，微波设备可以用于作为目标探测以导航等等。

本发明实施例提供的微波设备可以为变频微波设备，亦可以为其它类型微波设备。

请参阅图1，图1是本发明实施例提供一种微波电路的结构示意图。如图1所示，该微波电路10包括：驱动电路11、磁控管12、工作腔体13及冷却单元14，驱动电路11与磁控管12连接。

请再参阅图1，驱动电路11包括整流滤波单元111、功率变换单元112、高压变压器113、倍压整流单元114及内部控制器115。整流滤波单元111的输入端用于接入外部电源，外部电源可以是变频电源或者定频电源，整流滤波单元111的输出端与功率变换单元112的输入端连接，功率变换单元112的输出端与高压变压器113的原边绕组连接，高压变压器113的副边绕组与倍压整流单元114的输入端连接，倍压整流单元114的输出端与磁控管12连接，内部控制器115与功率变换单元112连接。

驱动电路11能够驱动磁控管12工作，为磁控管12提供所需的电压与电流。其中，整流滤波单元111用于接入外部电源，并且对外部电源进行整流与滤波处理，输出直流电压。其中，该外部电源可以为市电电压，亦可以为工业电压。

内部控制器115采集输入电压、电流等信息，计算出实际运行的输入功率，并转换为所需的脉冲宽度调制信号(Pulse Width Modulation,PWM)或者脉冲频率调制信号(Pulse Frequency Modulation,PFM)或者两者的混合波，用于驱动功率变换单元112按额定功率工作。

高压变压器113的输出经过倍压整流单元114处理后，由倍压整流单元114输出平滑的直流高压供给磁控管12的阳极，与此同时，其还提供一路灯丝电压供给磁控管12的灯丝。

磁控管12能够将驱动电路11提供的电能转换成相应的微波，对放置在工作腔体13内的负载131进行加热，例如：当微波设备为微波炉时，工作腔体13放置待微热的食物。

冷却单元14能够带走驱动电路11与磁控管12工作时产生的热量，从而使驱动电路11与磁控管12能够可靠稳定的工作。

在一些实施例中，整流滤波单元111、功率变换单元112、高压变压器113及倍压整流单元114可以概括为驱动电路11，亦即，整流滤波单元111、功率变换单元112、高压变压器113及倍压整流单元114所具备的功能可以以驱动电路11的形式进行实现。本领域技术人员应当明白：作为驱动磁控管12的驱动电路11，除了上述所阐述的各个电学单元(例如：整流滤波单元111、功率变换单元112、高压变压器113及倍压整流单元114)之外，其还可以根据业务需求自行在驱动电路11中添加其它电学单元，以进一步实现其它应用需求。

基于上述所示的微波电路10，当工作腔体13中无负载131时，也就是磁控管12处于空载状态时，大量微波反射回磁控管12，造成磁控管12剧烈发热，引起磁控管12阳极温度或灯丝温度过高等问题。若驱动功率不变，会造成磁控管12温度的持续增高，并造成电力的浪费。

其中，磁控管12的驱动电源可以为定频电源或变频电源，流经磁控管的阳极电流状态分为电流连续段和电流非连续段两种状态。

请参阅2a，当使用定频电源驱动磁控管12工作且磁控管12工作在有载状态时，流经磁控管12的阳极电流主包络为连续的工频纹波，在起振阶段，阳极电流为断续脉冲电流，此段为电流非连续段。电流非连续段的电流包络的放大图如图2b所示，在起振阶段，也即电流非连续段，阳极电流为脉冲尖刺波形，脉冲宽度在0.7μs左右。

当磁控管12工作在空载状态时，请参阅图2c，此时阳极电流包络为连续的工频纹波，在起振阶段，阳极电流也为断续脉冲电流，此段为电流非连续段。电流非连续段的电流放大图如图2d所示，在空载条件下的非连续起振期间，阳极电流为脉冲尖刺波形，脉冲宽度在2.2μs左右。由此可知，在定频电源驱动下，当阳极电流处于电流非连续段时，空载状态下的电流脉冲宽度大于有载状态下的电流宽度。

当磁控管12的驱动电源为变频电源时，请参阅图3a，当磁控管12工作在有载状态下，如图3a所示，阳极电流主包络为连续的由高频开关电流复合而成的工频纹波，在起振阶段，阳极电流为断续脉冲电流，此段为电流非连续段。电流非连续段的电流包络的放大图如图3b所示，在起振阶段，也即电流非连续段，阳极电流为脉冲尖刺波形，脉冲宽度在2μs左右。

当磁控管12工作在空载状态时，请参阅图3c，此时阳极电流主包络为连续的工频纹波，在起振阶段，阳极电流也为断续脉冲电流，此段为电流非连续段。电流非连续段的电流放大图如图3d所示，在空载条件下的非连续起振期间，阳极电流为脉冲尖刺波形，脉冲宽度在4.4μs左右。由此可知，在变频电源驱动下，当阳极电流处于电流非连续段时，空载状态下的电流脉冲宽度大于有载状态下的电流宽度。

通过上述定频电源以及变频电源有载条件及空载条件下的对比，发现在磁控管12处于电流非连续阶段，有载时脉冲电流宽度明显小于空载时脉冲电流宽度。因此，可以通过检测电流非连续段时流经磁控管12的阳极电流脉冲，并生成此时阳极电流脉冲的电流宽度，根据该电流宽度，内部控制器115可以判断磁控管12是工作在有载状态还是工作在空载状态，进而控制驱动电路11的输出功率。

因此，本发明实施例提供一种磁控管状态检测电路。与图1所示的微波电路的不同点在于，如图4所示，该磁控管状态检测电路10中的驱动电路11还包括检测电路116和信号调理电路117，检测电路116连接在驱动电路11与磁控管12之间的第一节点121，用于采样流经磁控管12的阳极电流脉冲，并且将磁控管12的阳极电流脉冲反馈给信号调理电路117，信号调理电路117将反馈的阳极电流脉冲转换为可以由内部控制器115识别的信号，并传输给内部控制器115。于是，内部控制器115可以根据该磁控管12的非连续段阳极电流脉冲的电流宽度调节驱动电路11的输出功率。

磁控管状态检测电路的具体工作原理如下：

首先，驱动电路11按照设定功率进行运行。该设定功率可以为驱动电路11内部默认的初始功率。在运行过程中，内部控制器115接收检测电路116反馈的磁控管12的电信号，其中，也包括流经磁控管12的阳极电流，内部控制器115根据反馈磁控管12的电信号，确定目前流经磁控管12的阳极电流状态。

具体的：电流非连续段的磁控管阳极电流是由于交流输入电压过零产生的，在电流过零附近因变压器或变频器增益不够，无法将过低的AC电压升压至4200VDC的高压，因而会出现3mS左右的无阳极电流区间，对于工频电源来说，无阳极电流区间是在13ms左右，因此确定目前流经磁控管12的阳极电流状态的可行方案之一为：直接检测阳极电流出现一段时间的零电流时间，此段时间可设为0.5-2mS，当阳极电流的大小连续0.5-2ms时间均保持为零时，就可以确定此时的阳极电流的状态为电流非连续段状态。

在一些实施例中，确定目前流经磁控管12的阳极电流状态的方案为：确定外部交流输入电压的交流过零点，该外部交流输入电压经过驱动电路11驱动磁控管12工作，内部控制器115获取整流滤波单元111的输出信号，具体可以获取整流滤波单元111的输出电压，内部控制器115根据该输出电压，可以获取外部交流输入信号的过零时刻，确定过零时刻前后的一段时间内，流经磁控管12的阳极电流是处于电流非连续段的，其中该时间段可以设为过零点时刻的前后1ms。

在一些实施例中，确定目前流经磁控管12的阳极电流状态的方案为：获取流经磁控管12的阳极电流脉冲，计算该脉冲的峰值或者平均值，判断该峰值或者平均值是否小于或等于预设电流阈值，若判断结果为是，则确定流经磁控管12的阳极电流是处于电流非连续段，其中，若以峰值作为确定阳极电流状态的依据，预设电流阈值可以设为0.1A。

在一些实施例中，确定目前流经磁控管12的阳极电流状态的方案为：

获取用于驱动磁控管12工作的瞬时输入功率，计算该瞬时输入功率值，若该瞬时输入功率值小于或等于预设功率阈值，则确定目前流经磁控管12的阳极电流状态为电流非连续段，其中该预设功率阈值可以设为120W。

然后，当目前流经磁控管12的阳极电流状态为非连续段状态时，检测电路116采样流经磁控管12的阳极电流脉冲，内部控制器115根据磁控管12的阳极电流脉冲，生成该阳极电流脉冲的电流宽度，也就是此时阳极电流脉冲所持续的时长。

最后，内部控制器115根据该阳极电流脉冲的电流宽度，确定磁控管12的状态。

具体的：预设电流宽度包括第一预设电流宽度，内部控制器115判断阳极电流的电流宽度是否大于或等于该第一预设电流宽度，若是，确定磁控管12的状态为空载状态，若否，确定磁控管12的状态为有载状态。此处的第一预设电流宽度是根据有载状态下电流非连续段时阳极电流脉冲的电流宽度而设定的，一般可以设为1.5-6μs。

在一些实施例中，为了防止由于阳极电流的突变或其他异常而引起错误确定磁控管12的状态的情况，在确定磁控管12阳极电流处于电流非连续段时，另一种可行方案为：内部控制器115会连续采样多个阳极电流脉冲，计算多个阳极电流脉冲的平均电流宽度，判断阳极电流脉冲的平均电流宽度是否大于或等于第一预设电流宽度，若结果为是，则确定该磁控管状态为空载状态，若结果为否，则确定该磁控管状态为有载状态。例如：内部控制器115连续采样5个阳极电流脉冲，计算这5个阳极电流脉冲的平均电流宽度，若其平均电流宽度大于第一预设电流宽度，则确定磁控管12的状态是空载状态，否则就确定磁控管12的状态是有载状态。该第一预设电流宽度是根据有载状态下电流非连续段时5个阳极电流脉冲的平均电流宽度而设定的。

在一些实施例中，为了防止由于阳极电流的突变或其他异常而引起错误确定磁控管12的状态的情况，在确定磁控管12阳极电流处于电流非连续段时，还可以使用多个脉冲的累计脉冲宽度加以判断，具体方法与上述方法相似，在此不再赘述，其中，本实施例中的第一预设电流宽度是根据有载状态下电流非连续段时多个阳极电流脉冲的累计电流宽度而设定的。

在一些实施例中，为了防止由于阳极电流的突变或其他异常而引起错误确定磁控管12的状态的情况，在确定磁控管12阳极电流处于电流非连续段时，另一种可行方案为：内部控制器115会连续采样多个阳极电流脉冲，确定每一个阳极电流脉冲的电流宽度，判断每一个阳极电流脉冲的电流宽度是否大于或等于第二预设电流宽度，记录结果为是的数量，再判断该数量是否大于或等于预设数量阈值，若结果为是，则确定该磁控管状态为空载状态，若结果为否，则确定该磁控管状态为有载状态。例如：当磁控管阳极电流处于电流非连续段时，内部控制器115连续采样5个阳极电流脉冲，若其中的3个脉冲的电流宽度均大于第二预设电流宽度，则确定磁控管12的状态是空载状态，否则就确定磁控管12的状态是有载状态，该第二预设电流宽度同样是根据有载状态下电流非连续段时阳极电流脉冲的电流宽度而设定的。

在一些实施例中，若内部控制器115确定磁控管12的状态是空载状态，那么内部控制器115会降低驱动电路11的输出功率Po，甚至是对驱动电路11采取关机策略，这样可以避免磁控管12温度的持续升高以及电力的浪费。若内部控制器115确定磁控管的状态是有载状态，那么维持驱动电路11的输出功率Po，并且继续检测流经磁控管的阳极电流。

综上所述，本发明实施例是当流经磁控管12的阳极电流状态处于电流非连续段时，内部控制器115检测流经磁控管12的阳极电流脉冲，并生成该阳极电流脉冲的电流宽度，再将该阳极电流脉冲的电流宽度与预设电流宽度进行比较，确定磁控管12的状态，若磁控管12是处于空载状态，就降低驱动电路11的输出功率，或者是采取关机策略。这样可以实时快速地对磁控管12的工作状态进行识别，防止空载状态下，温度持续升高对磁控管造成损坏，且本实施例是直接获得电流非连续段磁控管12的阳极电流，相对通过设置在磁控管12外壳上安装一温度传感器以检测出磁控管12的温度，并间接推算出磁控管12阳极温度的方式，由于磁控管12的外壳为一铁壳，其导热性不好，在不同的冷却条件下，外壳的温度未能够真实地反映出磁控管12真实的阳极温度。另外需要设置温度探头的成本相对较高，同时还需要相应的电路来对温度信息做处理，因此，此类方式不具有成本优势，且因阳极热量传导到外壳上会存在较大延时，响应慢，采样不准确。本发明实施例能够直接得到电流非连续段的磁控管12的阳极电流脉冲，从而精确识别磁控管12的工作状态，以此精确、可靠地调节驱动电路11的输出功率，进而调节磁控管12的阳极温度，其不会存在较大延时，且采样准确且精度高，成本低。

在一些实施例中，如图5a所示，倍压整流单元114包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容C1及第二电容C2。第一电阻R1为高压放电电阻，在驱动电路11停止工作时，泄放掉第一电容C1及第二电容C2上存贮的电能。

请继续参阅图5a，检测电路116包括：第一采样电阻R2、第一限幅电阻R3以及第一稳压二极管Z1，第一采样电阻R2用于采样所述磁控管12的阳极电流脉冲，第一采样电阻R2串接在驱动电路11与磁控管12之间，第一限幅电阻R3的一端与第一采样电阻R2连接，其另一端分别与第一稳压二极管Z1的负极和信号调理电路117连接，第一稳压管Z1的正极与地连接。第一采样电阻R2将磁控管12的阳极电流转化为电压信号，为了防止采样的阳极电流的转化的电压信号过大尖峰损坏后面的信号调理电路117，第一限幅电阻R2和第一稳压二极管Z1组成的限幅电路对该电压信号进行限幅，并将限幅以后的电压信号传输给信号调理电路117。

请继续参阅图5a，信号调理电路117包括整形放大器IC1，由信号调理电路117调理该电压信号，具体地，整形放大器IC1将电压信号进行整形和放大处理，转换成内部控制器115可以识别的晶体管-晶体管逻辑电平，也即TTL电平，再将该TTL电平供给内部控制器115，由内部控制器115进行识别和处理，进而确定磁控管12的工作状态，控制驱动电路11的输出功率。

与上述实施例的不同点在于，如图5b所示，检测电路116包括：第二采样电阻R4、第二限幅电阻R5以及非线性器件，非线性器件用于采样磁控管阳极电流，其中，图中非线性器件以二极管D3为例，第二采样电阻R4串接在驱动电路11与磁控管12之间，二极管D3与第二采样电阻R4并联，二极管D3的正极还与第二限幅电阻R5的一端连接，其负极与地连接，第二限幅电阻R5的另一端与信号调理电路117连接，该信号检测电路116采样磁控管12的阳极电流，并将阳极电流转换成电压信号，将该电压信号传输给信号调理电路117。其中，检测电路116中的非线性器件除了二极管之外，还可以是稳压管、TVS管以及压敏电阻等。

与上述各个实施例的不同点在于，如图6所示，磁控管状态检测电路10还包括外部控制器15，外部控制器15与驱动电路11连接。外部控制器15向驱动电路11发送目标功率信息，使驱动电路11中的功率变换单元112转换为所需的脉冲宽度调制信号(Pulse WidthModulation,PWM)或者脉冲频率调制信号(Pulse Frequency Modulation,PFM)或者两者的混合波，按照额定功率进行工作。并且，外部控制器15还接收驱动电路11所反馈的各类控制信息，以调节驱动电路11的输出功率，达到灵活调节系统功率并监测驱动电路11运行状况的目的。

在上述各个实施例中，可以理解的是：上述各个实施例所阐述的用于检测磁控管状态的各个控制逻辑可以以软件模块的形式存在，并且该软件模块可以以指令的形式不仅仅存储于驱动电路11中的内部控制器115内，而且，其还可以存储于外部控制器15内。

本发明实施例还提供一种磁控管状态检测系统，如图7所示，该磁控管状态检测系统20包括：磁控管21、驱动电路22、检测电路23、信号调理电路24、外部控制器25、工作腔体26及冷却单元27。驱动电路22与磁控管21连接，用于驱动磁控管21；检测电路23连接在驱动电路22与磁控管21之间的第一节点211，用于采样流经磁控管21的阳极电流，信号调理电路24串接于检测电路23与外部控制器25之间，用以对采样的阳极电流脉冲进行调理，外部控制器25分别与信号调理电路24和驱动电路22连接。

在本实施例中，在不引起内容互相冲突的前提下，磁控管21、驱动电路22、检测电路23、信号调理电路24以及外部控制器25可以引用上述各个实施例所作出的阐述，在此不赘述。

如前所述，如图7所示，此处的外部控制器25存储有用于检测磁控管状态的各个控制逻辑的若干指令，驱动电路22的内部控制器作为驱动电路22正常运作的控制核心。

本发明实施例是当流经磁控管的阳极电流状态处于电流非连续段时，外部控制器25检测流经磁控管21的阳极电流脉冲，并生成该阳极电流脉冲的电流宽度，再将该阳极电流脉冲的电流宽度与预设电流宽度进行比较，确定磁控管21的状态，若磁控管21是处于空载状态，就降低驱动电路22的输出功率，或者是采取关机策略。这样可以实时快速地对磁控管21的工作状态进行识别，防止空载状态下，温度持续升高对磁控管21造成损坏，且本实施例是直接获得电流非连续段磁控管21的阳极电流脉冲，采样准确及时，保证磁控管21避免过温损坏，避免电力浪费。

在本实施例中，该磁控管状态检测系统20能够应用于任何类型的微波设备中。

在上述各个实施例中，内部控制器或外部控制器作为一控制器，其可以为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。还有，控制器还可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。控制器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核、或任何其它这种配置。

如图8所示，控制器30(内部控制器或外部控制器)包括：至少一个处理器31以及与所述至少一个处理器31通信连接的存储器32；其中，图8中以一个处理器31为例。处理器31和存储器32可以通过总线或者其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。

其中，存储器32存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器31能够用于执行上述磁控管状态检测的控制逻辑。

因此，控制器30能够直接得到磁控管的电流非连续段阳极电流脉冲以便精确地反映磁控管的状态，以精确、可靠地通过调节驱动电路的输出功率，进而调节磁控管的阳极温度，保证磁控管避免过温损坏。

作为本发明实施例的另一方面，本发明实施例提供一种磁控管状态检测装置。该磁控管状态检测装置作为软件系统，其可以存储在图4与图7所阐述的驱动电路11中的内部控制器115内，亦可以存储在图7所阐述的外部控制器25内。该磁控管状态检测装置包括若干指令，该若干指令存储于存储器内，处理器可以访问该存储器，调用指令进行执行，以完成上述磁控管状态检测的控制逻辑。

如图9所示，该磁控管状态检测装置40包括检测模块41、生成模块42以及确定模块43。

检测模块41用于检测流经所述磁控管的阳极电流脉冲，该阳极电流脉冲是指电流非连续段时的流经磁控管的阳极电流脉冲，生成模块42用于生成该阳极电流脉冲的电流宽度，确定模块43用于根据该电流宽度与预设电流宽度，确定磁控管状态。

该磁控管状态检测装置40能够直接得到电流非连续段的磁控管的阳极电流脉冲以便精确地识别磁控管的状态，以精确、可靠地调节驱动电路的输出功率，进而调节磁控管的阳极温度，当磁控管处于空载状态时，降低驱动电路的输出功率或者采取停机措施，保证磁控管避免过温损坏。

在一些实施例中，如图10所示，该磁控管状态检测装置40还包括调节模块44，其用于根据所述磁控管状态，调节所述磁控管的输出功率。

在一些实施例中，如图11所示，检测模块41包括：第一获取单元411、第二确定单元412以及第一检测单元413。

第一获取单元411用于获取流经磁控管的电信号；第二确定单元412用于根据该电信号，确定此时流经磁控管的阳极电流状态；第一检测单元413用于当阳极电流状态为电流非连续段状态时，检测流经磁控管的阳极电流，获取阳极电流的多个脉冲。

在一些实施例中，如图12所示，生成模块42包括第一生成单元421，用于生成上述阳极电流中的一个脉冲的电流宽度。在一些实施例中，如图13所示，确定模块43包括第一判断单元431，用于判断电流宽度是否大于预设电流宽度，若大于，确定磁控管状态为空载状态；若小于，确定磁控管状态为有载状态。

在一些实施例中，如图14所示，调节模块44包括降低441和维持单元442，降低单元441用于若磁控管状态为空载状态，降低磁控管的输出功率；维持单元442用于若磁控管状态为有载状态，维持磁控管的输出功率。

作为本发明实施例的又另一方面，本发明实施例提供一种磁控管状态检测方法。本发明实施例的磁控管状态检测方法的功能除了借助上述图9至图14所述的磁控管状态检测装置的软件系统来执行，其亦可以借助硬件平台来执行。例如：磁控管状态检测方法可以在合适类型具有运算能力的处理器的电子设备中执行，例如：单片机、数字处理器(DigitalSignal Processing，DSP)、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)等等。

下述各个实施例的磁控管状态检测方法对应的功能是以指令的形式存储在电子设备的存储器上，当要执行下述各个实施例的磁控管状态检测方法对应的功能时，电子设备的处理器访问存储器，调取并执行对应的指令，以实现下述各个实施例的磁控管状态检测方法对应的功能。

存储器作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如上述实施例中的磁控管状态检测装置40对应的程序指令/模块(例如，图9至图14所述的各个模块和单元)，或者下述实施例磁控管状态检测方法对应的步骤。处理器通过运行存储在存储器中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行磁控管状态检测装置40的各种功能应用以及数据处理，即实现下述实施例磁控管状态检测装置40的各个模块与单元的功能，或者下述实施例磁控管状态检测方法对应的步骤的功能。

存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述程序指令/模块存储在所述存储器中，当被所述一个或者多个处理器执行时，执行上述任意方法实施例中的磁控管状态检测方法，例如，执行下述实施例描述的图15至图20所示的各个步骤；也可实现附图9至图14所述的各个模块和单元的功能。

如图15所示，该磁控管状态检测方法50包括：

步骤51、检测流经磁控管的电流非连续段阳极电流脉冲，并生成所述电流非连续段阳极电流脉冲的电流宽度；

步骤52、根据所述电流非连续段阳极电流脉冲的电流宽度与预设电流宽度，确定磁控管状态。

在一些实施例中，如图16所示，该磁控管状态检测方法还包括：

步骤53、根据所述磁控管状态，调节所述磁控管的输出功率。

通过采用该方法，其能够直接得到电流非连续段的磁控管的阳极电流以便精确地识别磁控管的状态，以精确、可靠地调节驱动电路的输出功率，进而调节磁控管的阳极温度，当磁控管处于空载状态时，降低驱动电路的输出功率或者采取停机措施，保证磁控管避免过温损坏。

在一些实施例中，流经磁控管的阳极电流状态包括电流连续段状态与电流非连续段状态，如图17所示，步骤51包括：

步骤511、获取流经所述磁控管的电信号；

步骤512、根据所述电信号，确定所述流经磁控管的阳极电流状态；

步骤513、当所述阳极电流状态为电流非连续段状态时，检测流经所述磁控管的非连续段阳极电流脉冲，并生成所述非连续段阳极电流脉冲的电流宽度。

在一些实施例中，所述预设电流宽度包括第一预设电流宽度，如图18所示，步骤52包括：

步骤521、判断所述非连续段阳极电流脉冲的电流宽度是否大于或等于所述第一预设电流宽度；

步骤522、若是，确定所述磁控管状态为空载状态；

步骤523、若否，确定所述磁控管状态为有载状态。

在一些实施例中，所述预设电流宽度包括第二预设电流宽度，所述非连续段阳极电流的脉冲数量为多个，如图19所示，步骤52还包括：

步骤521、确定每个非连续段阳极电流脉冲的电流宽度；

步骤522、记录大于或等于所述第二预设电流宽度的非连续段阳极电流脉冲宽度的数量；

步骤523、判断所述数量是否大于或等于预设数量阈值；

步骤524、若是，确定所述磁控管状态为空载状态；

步骤525、若否，确定所述磁控管状态为有载状态。

在一些实施例中，如图20所示，步骤53包括：

步骤531、获取所述磁控管状态；

步骤532、若所述磁控管状态为空载状态，降低所述磁控管的输出功率；

步骤533、若所述磁控管状态为有载状态，维持所述磁控管的输出功率。

由于装置实施例和方法实施例是基于同一构思，在内容不互相冲突的前提下，方法实施例的内容可以引用装置实施例的，在此不赘述。

作为本发明实施例的又另一方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使微波设备执行如上任一项所述的磁控管状态检测方法，例如执行上述任意方法实施例中的磁控管状态检测方法，例如，执行上述任意装置实施例中的磁控管状态检测装置。

通过采用该方法，其能够直接得到磁控管的电流非连续段的阳极电流脉冲以便精确地识别磁控管的状态，以精确、可靠地调节驱动电路的输出功率，进而调节磁控管的阳极温度，当磁控管处于空载状态时，降低驱动电路的输出功率或者采取停机措施，保证磁控管避免过温损坏。

需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本发明内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种磁控管状态检测方法，其特征在于，包括：

检测流经磁控管的电流非连续段阳极电流脉冲，并生成所述电流非连续段阳极电流脉冲的电流宽度；

根据所述电流非连续段阳极电流脉冲的电流宽度与预设电流宽度，确定磁控管状态；

所述电流非连续段为：电源驱动磁控管时，阳极电流主包络为连续的工频纹波，在起振阶段，阳极电流为断续脉冲电流，此段为电流非连续段。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，流经磁控管的阳极电流状态包括电流连续段状态与电流非连续段状态，所述检测流经磁控管的非连续段阳极电流脉冲，并生成所述非连续段阳极电流的电流宽度，包括：

获取流经所述磁控管的电信号；

根据所述电信号，确定流经所述磁控管的阳极电流状态；

当所述阳极电流状态为电流非连续段状态时，检测流经所述磁控管的非连续段阳极电流脉冲，并生成所述非连续段阳极电流脉冲的电流宽度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设电流宽度包括第一预设电流宽度，所述根据所述非连续段阳极电流脉冲的电流宽度与预设电流宽度，确定磁控管状态，包括：

判断所述非连续段阳极电流脉冲的电流宽度是否大于或等于所述第一预设电流宽度；

若是，确定所述磁控管状态为空载状态；

若否，确定所述磁控管状态为有载状态。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设电流宽度包括第二预设电流宽度，所述非连续段阳极电流的脉冲数量为多个，所述根据所述非连续段阳极电流脉冲的电流宽度与预设电流宽度，确定磁控管状态，包括：

确定每个非连续段阳极电流脉冲的电流宽度；

记录大于或等于所述第二预设电流宽度的非连续段阳极电流脉冲宽度的数量；

判断所述数量是否大于或等于预设数量阈值；

若是，确定所述磁控管状态为空载状态；

若否，确定所述磁控管状态为有载状态。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述磁控管状态，调节所述磁控管的输出功率。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述磁控管状态，调节所述磁控管的输出功率，包括：

获取所述磁控管状态；

若所述磁控管状态为空载状态，降低所述磁控管的输出功率；

若所述磁控管状态为有载状态，维持所述磁控管的输出功率。

7.一种控制器，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够用于执行如权利要求1至5任一项所述的磁控管状态检测方法。

8.一种磁控管状态检测电路，其特征在于，包括：

检测电路，用于采样流经所述磁控管的阳极电流；以及

如权利要求7所述的控制器，与所述检测电路连接。

9.根据权利要求8所述的磁控管状态检测电路，其特征在于，所述检测电路包括：

第一采样电阻，用于采样所述磁控管的阳极电流，所述第一采样电阻的一端与地连接；

第一限幅电阻，所述第一采样电阻的另一端与所述第一限幅电阻的一端连接；

第一稳压二极管，所述第一稳压二极管的正极连接于所述第一采样电阻与地连接的一端，所述第一稳压二极管的负极分别与所述第一限幅电阻的另一端、所述控制器连接。

10.根据权利要求8所述的磁控管状态检测电路，其特征在于，所述检测电路包括：

第二采样电阻，用于采样所述磁控管的阳极电流，其一端与地连接；

第二限幅电阻，其一端与所述第二采样电阻的另一端连接，另一端与所述控制器连接

第一非线性器件，用于采样所述磁控管的阳极电流，其负极分别与所述第二采样电阻的一端和地连接，其正极分别与所述第二采样电阻的另一端和所述第二限幅电阻的一端连接。

11.根据权利要求8－9任一项所述的磁控管状态检测电路，其特征在于，还包括：信号调理电路，其分别与所述检测电路和所述控制器连接，用于调理所述检测电路采样到的阳极电流。

12.一种磁控管状态检测系统，其特征在于，包括：

磁控管；

驱动电路，其与所述磁控管连接，用于驱动所述磁控管；以及

如权利要求8至11任一项所述的磁控管状态检测电路，用于检测所述磁控管状态。

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