CN110530553A - 一种磁控管状态检测方法、装置、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、装置、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：首先获取磁控管阳极温度及温度补偿值，再根据温度补偿值，计算预设温度阈值，最后，根据磁控管阳极温度与预设温度阈值，确定磁控状态。因此，该方法的预设温度阈值可以跟随温度补偿值而改变，不同环境下的预设温度阈值不同，从而使得该预设温度阈值设定更加精确，进而精准识别磁控管的状态，当磁控管处于空载状态时，降低变频电源的输出功率，并进一步地采取停机措施，进而避免磁控管的过温损坏，以及避免其他器件因温度过高而不能正常工作，同时避免电力浪费。

Description

一种磁控管状态检测方法、装置、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、装置、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，磁控管的阳极温度对磁控管的寿命起着非常重要的作用，若阳极温度过高，磁控管容易出现裂磁、漏气以及灯丝衰老等问题，进而造成磁控管失效。

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、装置、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：

获取磁控管阳极温度及温度补偿值；

根据所述温度补偿值，计算预设温度阈值；

根据所述磁控管阳极温度与所述预设温度阈值，确定所述磁控管状态。

在一些实施例中，根据所述磁控管阳极温度与所述预设温度阈值，确定所述磁控管状态，包括：

判断所述磁控管阳极温度是否大于所述预设温度阈值；

若是，确定所述磁控管状态是空载状态。

在一些实施例中，所述温度补偿值包括功率温度补偿值和/或环境温度补偿值和/或电压温度补偿系数。

在一些实施例中，所述根据所述温度补偿值包括：

获取所述变频电源的输出功率，根据所述变频电源的输出功率，计算所述功率温度补偿值；

获取所述磁控管的环境温度，根据所述磁控管的环境温度，计算所述环境温度补偿值；

获取风扇的驱动电压，根据所述风扇的驱动电压，计算所述电压温度补偿系数，所述风扇用于给所述磁控管通风散热。

在一些实施例中，所述根据所述温度补偿值，计算预设温度阈值包括：

确定温度阈值设定值；

根据所述温度阈值设定值以及所述温度补偿值，计算所述预设温度阈值。

在一些实施例中，所述根据所述温度阈值设定值以及所述温度补偿值，计算所述预设温度阈值包括：

根据所述温度阈值设定值、所述功率温度补偿值、所述环境温度补偿值以及所述电压温度补偿系数，计算所述预设温度阈值。

在一些实施例中，所述根据所述风扇的驱动电压，计算电压温度补偿系数，包括：

判断所述风扇的驱动电压是否是交流电压；

若是，根据所述交流电压，计算所述电压温度补偿系数；

若否，设定所述电压温度补偿系数为1。

在一些实施例中，所述方法还包括：

根据所述磁控管状态，调节变频电源的输出动率，所述变频电源用于驱动所述磁控管工作。

在一些实施例中，所述调节所述变频电源的输出动率，包括：

降低所述变频电源的输出动率，记录所述磁控管的运行时长；

判断所述运行时长是否大于预设时长；

若是，控制所述变频电源停止输出所述输出功率；

若否，控制所述变频电源维持输出所述输出动率。

在一些实施例中，所述获取磁控管阳极温度，包括：

获取流经磁控管的阳极电流与所述变频电源的输出功率；

根据所述磁控管的阳极电流与所述变频电源的输出功率，计算所述磁控管的阳极电压；

根据所述磁控管的阳极电压，计算所述磁控管的阳极温度。

在第二方面，本发明实施例提供一种磁控管状态检测装置，包括：

第一获取模块，用于获取磁控管阳极温度；

第二获取模块，用于获取温度补偿值；

计算模块，用于根据所述温度补偿值，计算预设温度阈值；

确定模块，用于根据所述磁控管阳极温度与所述预设温度阈值，确定所述磁控管状态。

在第三方面，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上述任一项的磁控管状态检测方法。

在第四方面，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；以及上述任一项的控制器，其与所述检测电路连接。

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。

在第五方面，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；

变频电源，其与所述磁控管连接，用于驱动所述磁控管；以及

上述任一项的磁控管状态检测电路。

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，首先获取磁控管阳极温度及温度补偿值，再根据温度补偿值，计算预设温度阈值，最后，根据磁控管阳极温度与预设温度阈值，确定磁控状态。因此，该方法的预设温度阈值可以跟随温度补偿值而改变，不同环境下的预设温度阈值不同，从而使得该预设温度阈值设定更加精确，进而精准识别磁控管的状态，当磁控管处于空载状态时，降低变频电源的输出功率，并进一步地采取停机措施，进而避免磁控管的过温损坏，以及避免其他器件因温度过高而不能正常工作，同时避免电力浪费。

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2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3是本发明实施例提供变频电源的功率效率、输入功率以及输入电压之间的关系示意图；

图4是本发明实施例提供1KW、2450M的磁控管的阳极温度与阳极电压之间的关系示意图；

图5是本发明实施例提供一种第一检测电路和第一信号调理电路的结构示意图；

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第二检测电路和第二信号调理电路的结构示意图；

图9是本发明实施例提供一种控制器的结构示意图；

图10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11是图10中第一获取模块的结构示意图；

图12是图10中第二获取模块的结构示意图；

图13是图10中计算模块的结构示意图；

图14是图10中确定模块的结构示意图；

图15是图10中调节模块的结构示意图；

图16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17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18是图17中步骤51的流程示意图；

图19是图18中步骤516的流程示意图；

图20是图17中步骤52的流程示意图；

图21是图17中步骤53的流程示意图；

图22是图17中步骤54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为变频电源驱动的微波设备。

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：变频电源11、磁控管12、工作腔体13及保护单元14，变频电源11与磁控管12连接。

请再参阅图1，变频电源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，该外部电源是变频电源，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。

变频电源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用于接入外部变频电源，并且对外部变频电源进行整流与滤波处理，输出直流电压。。

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能够将变频电源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。

保护单元14能够带走变频电源11与磁控管12工作时产生的热量，例如：当变频电源11或磁控管12温度较高时，可以驱动保护单元中14中的风扇，使得整个微波电路10的通风量增大，降低其温度，从而使变频电源11、磁控管12以及一些内部器件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可以概括为变频电源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变频电源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的变频电源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变频电源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。当磁控管12温度过高，而驱动功率不变时，会造成磁控管12温度的持续增高，并会引起其他器件无法正常使用和电力浪费等问题。

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2所示，该磁控管状态检测电路10中的变频电源11还包括第一检测电路116和第一信号调理电路117，第一检测电路116连接在变频电源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，并且将磁控管12的阳极电流反馈给第一信号调理电路117，第一信号调理电路117将反馈的阳极电流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。内部控制器115不仅要获取磁控管12的阳极温度，还获取温度补偿值，然后根据该温度补偿值，计算对应的预设温度阈值，再根据该磁控管12的阳极电流得出阳极温度，根据磁控管12的阳极温度与对应的预设温度阈值确定磁控管状态，进而调节变频电源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，变频电源11按照设定功率进行运行。该设定功率可以为变频电源11内部默认的初始功率。在运行过程中，内部控制器115获取第一检测电路116反馈的磁控管12的阳极电流。

然后内部控制器115根据磁控管12的阳极电流计算出磁控管12的阳极电压。

具体地，请参阅图3，图3是本发明实施例提供变频电源的功率效率、输入功率以及输入电压之间的关系示意图。如图3所示，横坐标代表变频电源11的输入功率，纵坐标代表变频电源11的功率效率。对于同一输入电压，变频电源11的功率效率与输入功率呈正相关关系。对于同一输入功率，变频电源11的功率效率与输入电压呈正相关关系。

总体而言，如图3所示，变频电源11的功率效率EFF、输入功率Pin以及输入电压Vin之间的关系可以用以下式子(1)描述：

EFF＝f(Vin，Pin)……………(1)

变频电源11工作于设定的功率工作模式，其实际运行输入功率Pin是已知的，在知悉功率效率Eff后，可以通过以下式子(2)计算出输出功率Po：

Po＝Pin*Eff……………………(2)

输出功率Po计算出来后，可以通过采集到磁控管的阳极电流Ib,结合以下式子(3)计算出阳极电压ebm:

ebm＝Po/Ib……………………(3)

因此，当内部控制器115获取到变频电源11的输入功率Pin与输入电压Vin，根据变频电源11的输入功率Pin、输入电压Vin及功率效率EFF的对应关系(结合如图3所示的式子(1))，确定到功率效率EFF。然后，内部控制器115根据式子(2)计算出变频电源11的输出功率Po。紧接着，内部控制器116根据变频电源11的输出功率与磁控管12的阳极电流，结合式子(3)计算出磁控管12的阳极电压。一般的，在实际应用过程中，磁控管12的阳极电压一般大于1000伏，通过外部电压检测设备直接采集磁控管12的阳极电压的采集成本比较高，并且采集难度高。因此，本实施例通过采集流经磁控管的阳极电流与变频电源的输出功率的方式以换算出磁控管的阳极电压，此类方式简单易行，节约成本。

紧接着，内部控制器115根据磁控管12的阳极电压计算出磁控管12的阳极温度。

具体地：请参阅图4，图4是本发明实施例提供1KW、2450M的磁控管的阳极温度与阳极电压之间的关系示意图。如图4所示，横坐标代表磁控管12的阳极电压，纵坐标代表磁控管12的阳极温度。在磁控管12工作时，磁控管12的阳极温度逐步升高，其所对应的阳极电压也随之相应升高。显然，当磁控管12的阳极温度达到350摄氏度时，磁控管光12的阳极电压已升高到-3100伏左右。此时，磁控管12的寿命急剧缩短，安装在磁控管12阳极的磁铁也随时出现爆磁的风险。

总体而言，如图4所示，磁控管12的阳极温度ta与阳极电压emb具有正相关关系，可以用以下式子(4)描述此类关系：

ta＝f(emb).............(4)

因此，内部控制器115可以结合式子(4)，根据磁控管12的阳极电压计算出磁控管12的阳极温度值。本实施例是直接获得磁控管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磁控管12的阳极电流，从而精确得到磁控管12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。

然后内部控制器115会获取温度补偿值，该温度补偿值由功率温度补偿值、环境温度补偿值以及电压温度补偿系数等参数组成，进而根据温度补偿值计算预设温度阈值。

具体地：由于变频电源11的输出功率Po、环境温度T以及驱动磁控管12的风扇的驱动电压均会影响磁控管12的阳极温度，因此，在计算预设温度阈值时，内部控制器115会考虑上述影响因素的补偿值以使得预设温度阈值更加精确，若不考虑上述影响因素，只是确定一个固定不变的预设温度阈值，那么当上述因素的任何一个值改变时，就会造成检测不精确甚至是检测错误，例如：变频电源的输出功率为1000W时，设定预设温度阈值是380度，磁控管空载状态下的阳极温度为400度，磁控管空载状态下的阳极温度大于预设温度阈值，那么可以判断出磁控管状态为空载状态，而如果变频电源的输出功率降为600W，其他影响因素均不改变时，空载状态下，磁控管的阳极温度也会因此而降低，若降为350度，那么如果还和固定的预设温度阈值380进行比较的话，则出现确定磁控管状态为有载状态的错误检测结果。

因此，为了使得磁控管状态检测结果更加精确，本发明实施例是根据温度补偿值，计算预设温度阈值，使得预设温度阈值跟随温度补偿值的变化而改变，温度补偿值包括功率温度补偿值和/或环境温度补偿值和/或电压温度补偿系数，在获取温度补偿值时，首先，内部控制器115获取该变频电源11的输出功率Po，根据该输出功率Po，计算功率温度补偿值f1，输出功率Po与功率温度补偿值f1之间呈正比例关系，两者之间的关系可以用以下式子(5)描述：

f1＝f(Po)..........(5)

然后，内部控制器115获取该磁控管12的环境温度T，根据该环境温度T，计算环境温度补偿值。在一些实施例中，若在25度室温条件下，磁控管12的阳极温度为T0，那么在环境温度为T时候，磁控管12的阳极温度T1与T0、T的关系可以用以下式子(6)描述：

T1＝T0+T-25.............(6)

其中，环境温度补偿值可以直接设为目前磁控管12的环境温度T。

然后，内部控制器115获取风扇的驱动电压，该风扇用于给磁控管12通风散热，一般情况下，驱动风扇的驱动电压分为交流电压AC和直流电压DC，只有使用交流电压AC驱动风扇时，风扇的通风量才会受到AC电压的影响，进而影响磁控管12的阳极温度，当使用直流电压DC驱动风扇时，风扇的通风量不会受到DC电压的影响，因此在计算电压温度补偿系数时，内部控制器115获取风扇的驱动电压，再判断该驱动电压是否是交流电压AC，若驱动电压是交流电压AC，则根据该交流电压AC的值计算电压温度补偿系数f3，若驱动电压是直流电压DC，则直接将电压温度补偿系数f3设为1，也即代表直流驱动电压DC对预设温度阈值无影响。

最后，内部控制器115确定温度阈值设定值f4，该值可以根据用户自定义，在一些实施例中，该值设定于磁控管12空载状态温度和有载状态温度之间。内部控制器115根据温度阈值设定值f4和/或功率温度补偿值f1和/或环境温度补偿值f2和/或所述电压温度补偿系数f3，计算所述预设温度阈值f,上述参数之间的关系可以用以下式子表示：

f＝f(f1，f2，f3，f4)……………(7)

温度补偿值可以由上述一个或多个参数组成，不限于上述方式。

在一些实施例中，可以根据温度阈值设定值f4、功率温度补偿值f1、环境温度补偿值f2以及电压温度补偿系数f3，计算预设温度阈值f。例如：以1000W输入功率/220V输入电压/25度环境为例，实际测得有载实际测得在有载状态下，磁控管12的阳极温度为180度，空载状态下，磁控管12阳极温度为420度，那么在以该条件为基准数据，内部控制器115在计算预设温度阈值f时，首先设定温度阈值设定值f1，可以设为180+(420-180)/2＝300度。当应用条件变化时，例如输入功率变为600W,输入电压变为200V,环境温度变为40度，那么此时对应的预设温度阈值f为f＝f1*f2+f3，其中f1是功率补偿值，计算得f1＝(f1-25)*600/1000＝165,f2为电压温度补偿系数，如果使用直流电压驱动风扇，此项值为1，如使用交流电压驱动风扇，查得风扇规格书得到在200V的交流驱动电压下，风扇的风量降低6％，因此f2＝1/(1-0.06)＝1.06,f3为环境温度补偿值，可以直接设定为环境温度，由上面计算得f＝165*1.06+40＝215度，即在当前应用条件下，预设温度阈值变为215度，磁控管12阳极温度值大于该预设温度阈值，即可确定磁控管12处于空载状态。

因此，该磁控管状态检测电路由第一检测电路116采集磁控管12的阳极电流，由第一信号调理电路117调理该电流，内部控制器115由该阳极电流计算出阳极温度，内部控制器115根据获取的温度补偿值计算预设温度阈值，将阳极温度与预设温度阈值进行比较，根据比较结果，确定磁控管12的状态，进而调节变频电源11的输出功率。当阳极温度大于预设温度阈值时，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会降低变频电源11的输出功率Po，甚至是对变频电源11采取关机策略，这样可以避免磁控管12温度的持续升高，也避免其他器件因温度过高而不能正常工作，同时避免电力的浪费。当阳极温度小于或等于预设温度阈值时，内部控制器115确定磁控管的状态是有载状态，那么维持变频电源11的输出功率Po，并且继续检测流经磁控管的阳极电流。而预设温度阈值包含有功率温度补偿值、环境温度补偿值以及电压温度补偿系数，这会使得确定磁控管12是空载状态的准确度更高。

最后，内部控制器115判断阳极温度值是否大于预设温度阈值，当阳极温度值大于预设温度阈值时，调节变频电源11的输出功率Po，其中，该输出功率Po用于驱动磁控管12工作，以改变磁控管12的阳极温度。

具体地：当阳极温度值大于预设温度阈值时，首先，内部控制器115降低变频电源11的输出功率Po，使得磁控管12在降低输出功率Po以后的环境下继续运行，同时，内部控制器115记录磁控管12在降功率环境下运行时长t，然后，内部控制器115会判断该运行时长t是否大于预设时长，若是，内部控制器115就控制变频电源11停止输出该输出功率Po，若否，也就是磁控管12的运行时长t没有达到预设时长，那么内部控制器115就控制变频电源11维持输出该输出功率Po，使得磁控管12继续运行。其中，预设时长的具体值不做设定，可以根据用户需要进行定义。这种状态检测的方法可以使得磁控管12的阳极温度超过预设温度阈值时，先处于降功率的环境下运行一段时间，然后再停机，避免磁控管12的阳极温度过高，使得磁控管12和一些其他器件能够正常工作。若磁控管12的阳极温度超过预设温度阈值，确定目前磁控管12的状态是处于无载状态，该状态检测方法可以使得无载状态下的磁控管12停机，在控制磁控管12的阳极温度的基础上，进一步避免了电力的浪费。

综上所述，本发明实施例是内部控制器115首先获取第一检测电路116采样的阳极电流，再根据该阳极电流，确定磁控管12的阳极温度，然后，再由温度补偿参数计算预设温度阈值，最后，内部控制器115判断该阳极温度是否大于对应的预设温度阈值，若是，内部控制器115确定磁控管12处于无载状态，进而降低变频电源11的输出功率，甚至是采取停机策略，若否，内部控制器115会继续维持变频电源11的输出功率。本发明实施例预设温度阈值可以跟随温度补偿值而改变，不同环境下的预设温度阈值不同，从而使得该预设温度阈值设定更加精确，进而精准识别磁控管12的状态，当磁控管12处于空载状态时，降低变频电源11的输出功率，并进一步地采取停机措施，进而避免磁控管12的过温损坏，以及避免其他器件因温度过高而不能正常工作，同时避免电力浪费。

在一些实施例中，如图5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，在变频电源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5，第一检测电路116包括电流互感器116，电流互感器116耦合于变频电路11与磁控管12之间，具体地，电流互感器116串接在第一二极管D1与第二电容C2之间，用于采样流经磁控管12的阳极电流。

请继续参阅图5，第一信号调理电路117与电流互感器116连接，用于调理电流互感器116采样到的阳极电流。第一信号调理电路117包括第三二极管D3、第二电阻R2、第三电阻R3及第三电容C3，电流互感器116的输出经第三二极管D3整流，输出电流按匝比的关系流经第三电阻R3，在第三电阻R3上得到了与阳极电流成比例的脉动电压，此脉动电压一路供给阳极电流峰值保护，用于检测磁控管12短路、过载等故障，另一路经第二电阻R2、第三电容C3组成的滤波电路转化为平滑的直流电压，供给内部控制器115计算磁控管12的阳极温度。

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与变频电源11连接。外部控制器15向变频电源11发送目标功率信息，使变频电源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还接收变频电源11所反馈的各类控制信息，以调节变频电源11的输出功率，达到灵活调节系统功率并监测变频电源11运行状况的目的。

在上述各个实施例中，第一检测电路116中的电流互感器为绝缘器件，因此，其能够解决初次级绝缘的问题，因此可以方便的应用于如上述实施例所示的变频电源中。

在一些实施例中，第一检测电路116中的电流互感器可以由采用霍尔器件或电流检测电阻配合线性光耦等器件所代替，本领域技术人员应当明白：其他人可以根据业务需求自行选择采集方式，只要是根据本发明实施例所训导的内容，对电流采集方式所作出任何变换，其应当落入本发明实施例的保护范围之内。

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磁控管状态检测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变频电源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、变频电源22、第二检测电路23、第二信号调理电路24、外部控制器25、工作腔体26以及保护单元27。变频电源22与磁控管21连接，用于驱动磁控管21；第二检测电路23连接在变频电源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，第二信号调理电路24串接于第二检测电路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分别与第二信号调理电路24和变频电源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、变频电源22、第二检测电路23、第二信号调理电路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存储有用于磁控管状态检测的各个控制逻辑的若干指令，变频电源22的内部控制器115作为变频电源22正常运作的控制核心。

本发明实施例是外部控制器25获取第二检测电路23采样的阳极电流，再根据该阳极电流，确定磁控管21的阳极温度，然后，再由温度补偿参数计算预设温度阈值，最后，外部控制器25判断该阳极温度是否大于对应的预设温度阈值，若是，外部控制器25确定磁控管12处于无载状态，进而会降低变频电源22的输出功率，甚至是采取停机策略。这样可以使得预设温度阈值跟随温度补偿值而改变，不同环境下的预设温度阈值不同，从而使得该预设温度阈值设定更加精确，进而精准识别磁控管12的状态，当磁控管12处于空载状态时，降低变频电源11的输出功率，并进一步地采取停机措施，进而避免磁控管12的过温损坏，以及避免其他器件因温度过高而不能正常工作，同时避免电力浪费。

与图5或图6所示的实施例的不同点在于，如图8所示，第二检测电路23包括采样电阻RL，第一采样电阻RL串接在变频电源22与磁控管21之间，第二信号调理电路24并联于采样电阻RL的两端，用于调理采样电阻RL采样到的阳极电流。

请再参阅图8，第二信号调理电路24包括第四电阻R4与第四电容C4，采样电阻RL将磁控管21的阳极电流转化为电压信号，采样后的电压信号一路直接供给阳极电流峰值保护电路，用于检测磁控管21短路、过载等故障，另一路经第四电阻R4与第四电容C4组成的第二信号调理电路23转化为平滑的直流电压，供给外部控制器25计算磁控管21的阳极温度。

第二检测电路23可以不具备初次级的绝缘功能，其能够很好地适用于如图7所示的磁控管状态检测系统。

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9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9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9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能够使得预设温度阈值跟随温度补偿值而改变，不同环境下的预设温度阈值不同，从而使得该预设温度阈值设定更加精确，进而精准识别磁控管的状态，当磁控管处于空载状态时，降低变频电源的输出功率，并进一步地采取停机措施，进而避免磁控管的过温损坏，以及避免其他器件因温度过高而不能正常工作，同时避免电力浪费。

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。磁控管状态检测装置作为软件系统，其可以存储在图2与图6所阐述的变频电源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10所示，该磁控管状态检测装置40包括第一获取模块41、第二获取模块42、计算模块43以及确定模块44，在一些实施例中，磁控管状态检测装置40还包括调节模块45。

第一获取模块41用于获取磁控管阳极温度，第二获取模块42用于获取温度补偿值，计算模块43用于根据所述温度补偿值，计算预设温度阈值，确定模块44用于根据所述磁控管阳极温度与所述预设温度阈值，确定所述磁控管状态，调节模块45用于调节变频电源的输出动率，所述变频电源用于驱动所述磁控管工作。

该磁控管状态检测装置40能够使得预设温度阈值跟随温度补偿值而改变，不同环境下的预设温度阈值不同，从而使得该预设温度阈值设定更加精确，进而精准识别磁控管的状态，当磁控管处于空载状态时，降低变频电源的输出功率，并进一步地采取停机措施，进而避免磁控管的过温损坏，以及避免其他器件因温度过高而不能正常工作，同时避免电力浪费。

在一些实施例中，如图11所示，第一获取模块41包括第一获取单元411、第一计算单元412和第二计算单元413，第一获取单元411用于获取流经磁控管的阳极电流与所述变频电源的输出功率；第一计算单元412用于根据所述磁控管的阳极电流与所述变频电源的输出功率，计算所述磁控管的阳极电压；第二计算单元413用于根据所述磁控管的阳极电压，计算所述磁控管的阳极温度。

在一些实施例中，如图12所示，第二获取模块42包括第三计算单元421、第四计算单元422以及第五计算单元423。第三计算单元421用于获取所述变频电源的输出功率，根据所述变频电源的输出功率，计算功率温度补偿值；第四计算单元422用于获取所述磁控管的环境温度，根据所述磁控管的环境温度，计算环境温度补偿值；第五计算单元423用于获取风扇的驱动电压，根据所述风扇的驱动电压，计算电压温度补偿系数，所述风扇用于给所述磁控管通风散热。

在一些实施例中，如图13所示，计算模块43包括第一确定单元431，用于确定温度阈值设定值，以及第六计算单元432用于根据所述温度阈值设定值、所述功率温度补偿值、所述环境温度补偿值以及所述电压温度补偿系数，计算所述预设温度阈值。

在一些实施例中，如图14所示，确定模块44包括第一判断单元441和第二确定单元442，第一判断单元441用于判断所述磁控管阳极温度是否大于所述预设温度阈值，第二确定单元442用于确定所述磁控管状态是空载状态。

在一些实施例中，如图15所示，调节模块45包括第一降低单元451，用于当磁控管阳极温度大于预设温度阈值时，降低变频电源的输出动率，所述变频电源用于驱动所述磁控管工作，记录单元452,用于记录所述磁控管的运行时长，第二判断单元453，用于判断所述运行时长是否大于预设时长，停止子单元454，用于控制所述变频电源停止输出所述输出功率，第一维持单元455，用于控制所述变频电源维持输出所述输出动率。

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10至图15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(Digital Signal Processing，DSP)、可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，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10至图15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16至图22所示的各个步骤；也可实现附图10至图15所述的各个模块和单元的功能。

如图16所示，该磁控管状态检测方法50包括：

步骤51、获取磁控管阳极温度及温度补偿值；

步骤52、根据所述温度补偿值，计算预设温度阈值；

步骤53、根据所述磁控管阳极温度与所述预设温度阈值，确定所述磁控管状态。

在一些实施例中，如图17所示，该磁控管状态检测方法50还包括：

步骤54、根据所述磁控管状态，调节变频电源的输出动率，所述变频电源用于驱动所述磁控管工作。

通过采用该方法，其能够使得预设温度阈值跟随温度补偿值而改变，不同环境下的预设温度阈值不同，从而使得该预设温度阈值设定更加精确，进而精准识别磁控管的状态，当磁控管处于空载状态时，降低变频电源的输出功率，并进一步地采取停机措施，进而避免磁控管的过温损坏，以及避免其他器件因温度过高而不能正常工作，同时避免电力浪费。

在一些实施例中，如图18所示，步骤51包括

步骤511、获取流经磁控管的阳极电流与所述变频电源的输出功率；

步骤512、根据所述磁控管的阳极电流与所述变频电源的输出功率，计算所述磁控管的阳极电压；

步骤513、根据所述磁控管的阳极电压，计算所述磁控管的阳极温度；

步骤514、获取所述变频电源的输出功率，根据所述变频电源的输出功率，计算功率温度补偿值，所述变频电源用于驱动所述磁控管工作；

步骤515、获取所述磁控管的环境温度，根据所述磁控管的环境温度，计算环境温度补偿值；

步骤516、获取风扇的驱动电压，根据所述风扇的驱动电压，计算电压温度补偿系数，所述风扇用于给所述磁控管通风散热；

在一些实施例中，如图19所示，步骤516包括：

步骤5161、判断所述风扇的驱动电压是否是交流电压；

步骤5162、若是，根据所述交流电压，计算所述电压温度补偿系数；

步骤5163、若否，设定所述电压温度补偿系数为1。

在一些实施例中，如图20所示，步骤52包括：

步骤521、确定温度阈值设定值；

步骤522、根据所述温度阈值设定值以及所述温度补偿值，计算所述预设温度阈值。

在一些实施例中，如图21所示，步骤53包括：

步骤531、判断所述磁控管阳极温度是否大于所述预设温度阈值；

步骤532、确定所述磁控管状态是空载状态。

在一些实施例中，如图22所示，步骤54包括：

步骤541、降低所述变频电源的输出动率，记录所述磁控管的运行时长；

步骤542、判断所述运行时长是否大于预设时长；

步骤543、若是，控制所述变频电源停止输出所述输出功率；

步骤544、若否，控制所述变频电源维持输出所述输出动率。

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，其能够使得预设温度阈值跟随温度补偿值而改变，不同环境下的预设温度阈值不同，从而使得该预设温度阈值设定更加精确，进而精准识别磁控管的状态，当磁控管处于空载状态时，降低变频电源的输出功率，并进一步地采取停机措施，进而避免磁控管的过温损坏，以及避免其他器件因温度过高而不能正常工作，同时避免电力浪费。

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 (15)

1.一种磁控管状态检测方法，其特征在于，包括：

获取磁控管阳极温度及温度补偿值；

根据所述温度补偿值，计算预设温度阈值；

根据所述磁控管阳极温度与所述预设温度阈值，确定所述磁控管状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述磁控管阳极温度与所述预设温度阈值，确定所述磁控管状态，包括：

判断所述磁控管阳极温度是否大于所述预设温度阈值；

若是，确定所述磁控管状态是空载状态。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度补偿值包括功率温度补偿值和/或环境温度补偿值和/或电压温度补偿系数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取温度补偿值，包括：

获取变频电源的输出功率，根据所述变频电源的输出功率，计算所述功率温度补偿值，所述变频电源用于驱动所述磁控管工作；

获取所述磁控管的环境温度，根据所述磁控管的环境温度，计算所述环境温度补偿值；

获取风扇的驱动电压，根据所述风扇的驱动电压，计算所述电压温度补偿系数，所述风扇用于给所述磁控管通风散热。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述温度补偿值，计算预设温度阈值包括：

确定温度阈值设定值；

根据所述温度阈值设定值以及所述温度补偿值，计算所述预设温度阈值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述温度阈值设定值以及所述温度补偿值，计算所述预设温度阈值包括：

根据所述温度阈值设定值、所述功率温度补偿值、所述环境温度补偿值以及所述电压温度补偿系数，计算所述预设温度阈值。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述风扇的驱动电压，计算电压温度补偿系数，包括：

判断所述风扇的驱动电压是否是交流电压；

若是，根据所述交流电压，计算所述电压温度补偿系数；

若否，设定所述电压温度补偿系数为1。

8.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，调节变频电源的输出动率，所述变频电源用于驱动所述磁控管工作。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述调节所述变频电源的输出动率，包括：

降低所述变频电源的输出动率，记录所述磁控管的运行时长；

判断所述运行时长是否大于预设时长；

若是，控制所述变频电源停止输出所述输出功率；

若否，控制所述变频电源维持输出所述输出动率。

10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述获取磁控管阳极温度，包括：

获取流经磁控管的阳极电流与所述变频电源的输出功率；

根据所述磁控管的阳极电流与所述变频电源的输出功率，计算所述磁控管的阳极电压；

根据所述磁控管的阳极电压，计算所述磁控管的阳极温度。

11.一种磁控管状态检测装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取磁控管阳极温度；

第二获取模块，用于获取温度补偿值；

计算模块，用于根据所述温度补偿值，计算预设温度阈值；

确定模块，用于根据所述磁控管阳极温度与所述预设温度阈值，确定所述磁控管状态。

12.一种控制器，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10任一项所述的磁控管状态检测方法。

13.一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12所述的控制器，其与所述检测电路连接。

14.根据权利要求13所述的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。

15.一种磁控管状态检测系统，其特征在于，包括：

磁控管；

变频电源，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13至14任一项所述的磁控管状态检测电路。