CN114076497A - 射频功率源设备、加热装置及制冷设备 - Google Patents

射频功率源设备、加热装置及制冷设备 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种射频功率源设备、加热装置及制冷设备。该射频功率源设备包括:第一基板、与第一基板导电连接的射频功率单元和射频功率传输线,射频功率单元通过射频功率传输线向射频天线传输前向射频功率信号和反向射频功率信号,还包括分别与第一基板导电连接的第一检测单元和第二检测单元,第一检测单元通过射频功率传输线检测前向射频功率信号,第二检测单元通过射频功率传输线检测反向射频功率信号,第一检测单元和第二检测单元二者设置于射频功率传输线的同一侧并共地连接于第一基板。由此,可以改善第一检测单元和第二检测单元在工作过程中的稳定性和可靠性,以便于更好地根据负载的实际需求及时调整输出的前向射频功率。

Description

射频功率源设备、加热装置及制冷设备
技术领域
本发明涉及家用电器技术领域,尤其涉及一种射频功率源设备、加热装置及制冷设备。
背景技术
目前,射频加热技术因具有加热时间短、加热后食物的温度均匀性好、营养成分不易流失等特点,而具有良好的应用前景。通常,在射频加热的过程中,需要根据负载的实际需求对输出的射频功率进行适当地控制和调节。然而,如何保障控制和调节过程中的稳定性和可靠性尚待解决。
发明内容
本发明实施例的目的在于,提供一种改进的射频功率源设备、加热装置及制冷设备。
本发明实施例提供的射频功率源设备包括:第一基板、与第一基板导电连接的射频功率单元和射频功率传输线,射频功率单元通过射频功率传输线向射频天线传输前向射频功率信号和反向射频功率信号,还包括分别与第一基板导电连接的第一检测单元和第二检测单元,第一检测单元通过射频功率传输线检测前向射频功率信号,第二检测单元通过射频功率传输线检测反向射频功率信号,第一检测单元和第二检测单元二者设置于射频功率传输线的同一侧并共地连接于第一基板。
可选地,第一检测单元和第二检测单元位于第一基板的同一面。
可选地,第一检测单元和第二检测单元分别位于第一基板的两面。
可选地,包括与第一基板导电连接的控制单元,其适于基于前向射频功率信号和反向射频功率信号的差值判断射频功率单元的输出射频功率是否与预定射频功率相匹配。
可选地,控制单元适于在输出射频功率与预定射频功率不匹配时,控制射频功率单元停止工作,或控制射频功率单元调节其输出的前向射频功率以使得输出射频功率与预定射频功率相匹配。
可选地,第一检测单元和第二检测单元均包括与第一基板导电连接的取样电阻,其适于通过射频功率传输线获取前向射频功率信号或反向射频功率信号。
可选地,取样电阻的电阻值为300Ω。
可选地,取样电阻与射频功率传输线之间的距离为0.7mm。
可选地,取样电阻的精度为1%。
本发明实施例还提供一种加热装置,包括上述的射频功率源设备。
本发明实施例还提供一种制冷设备,包括上述的加热装置。
与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有有益效果。例如,通过将第一检测单元和第二检测单元二者设置于射频功率传输线的同一侧并共地连接于第一基板,可以使得第一检测单元和第二检测单元二者共地连接时,不会跨越射频功率传输线,从而使得第一检测单元和第二检测单元二者在工作时,均不会受到射频功率传输线中的传输的射频功率信号的干扰,进而有利于改善第一检测单元和第二检测单元在工作过程中的稳定性和可靠性。
又例如,稳定可靠的第一检测单元和第二检测单元,可以有利于精确判断射频功率单元的输出射频功率(即加载于负载的射频功率)是否与预定射频功率相匹配,以便于更好地根据负载的实际需求及时调整输出的前向射频功率。
附图说明
图1是本发明实施例中制冷设备的结构示意图;
图2是本发明实施例中加热装置的简化示意图;
图3是本发明实施例中射频功率源模块的一种局部示意图;
图4是本发明实施例中射频功率源模块的另一种局部示意图;
图5是本发明实施例中射频功率源模块的第三种局部示意图;
图6是本发明实施例中射频功率源模块的第四种局部示意图。
具体实施方式
现有技术,在根据负载的实际需求对输出的射频功率进行控制和调节时,无法保障控制和调节过程中的稳定性和可靠性。
不同于现有技术,本发明实施例提供一种改进的射频功率源设备、加热装置及制冷设备。该射频功率源设备包括:第一基板、与第一基板导电连接的射频功率单元和射频功率传输线,射频功率单元通过射频功率传输线向射频天线传输前向射频功率信号和反向射频功率信号,还包括分别与第一基板导电连接的第一检测单元和第二检测单元,第一检测单元通过射频功率传输线检测前向射频功率信号,第二检测单元通过射频功率传输线检测反向射频功率信号,第一检测单元和第二检测单元二者设置于射频功率传输线的同一侧并共地连接于第一基板。
与现有技术相比,在本发明实施例中,通过将第一检测单元和第二检测单元二者设置于射频功率传输线的同一侧并共地连接于第一基板,可以使得第一检测单元和第二检测单元二者共地连接时,不会跨越射频功率传输线,从而使得第一检测单元和第二检测单元二者在工作时,均不会受到射频功率传输线中的传输的射频功率信号的干扰,进而有利于改善第一检测单元和第二检测单元在工作过程中的稳定性和可靠性。
进一步地,稳定可靠的第一检测单元和第二检测单元,可以有利于精确判断射频功率单元的输出射频功率(即加载于负载的射频功率)是否与预定射频功率相匹配,以便于更好地根据负载的实际需求及时调整输出的前向射频功率。
为使本发明实施例的目的、特征和有益效果能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
本发明实施例提供一种制冷设备。该制冷设备可以是冰箱、冰柜、冷藏箱、冷藏车等具有较低储藏温度的器具。
图1是本发明实施例中制冷设备的结构示意图。
如图1所示,制冷设备10可以包括箱体100和位于箱体100内的储藏室110。
在本发明实施例中,储藏室110具有较低储藏温度并适于收纳负载20。具体而言,储藏室110可以包括冷藏室111和/或冷冻室112。
在一些具体示例中,较低储藏温度可以是低于0℃以下的温度或温度区间,或者也可以是低于环境温度的温度或温度区间。例如,较低储藏温度可以包括小于或等于-4℃且大于或等于-24℃的温度区间,或者也可以包括大于0℃且小于或等于10℃的温度区间。
制冷设备10还包括适于使得储藏室110具有较低储藏温度的制冷系统(图1中未示出)。
具体而言,制冷系统可以包括压缩机、冷凝器、节流器和蒸发器。压缩机、冷凝器、节流器、蒸发器、压缩机顺次连接以形成适于制冷剂循环的制冷回路。
在制冷回路中,压缩机适于使得来自蒸发器的低温低压的气体制冷剂压缩为高温高压的气体制冷剂,冷凝器适于使得来自压缩机的高温高压的气体制冷剂冷凝为低温高压的液体制冷剂,节流器适于使得来自冷凝器的低温高压的液体制冷剂节流降压为低温低压的液体制冷剂,蒸发器适于使得来自节流器的低温低压的液体制冷剂蒸发为低温低压的气体制冷剂。
蒸发器中的低温低压的液体制冷剂在蒸发为低温低压的气体制冷剂的过程中,能够与储藏室110内的空气发生热交换,并吸收热量,以对储藏室110进行降温,并使储藏室110内的温度达到预定的较低储藏温度。
具体而言,预定的较低储藏温度可以由用户根据实际需求进行调节。例如,在用户需要对负载20进行冷冻时,可以将预定的较低储藏温度调节为-18℃。在用户需要对负载20进行冷藏时,可以将预定的较低储藏温度调节为5-8℃。
本发明实施例还提供一种加热装置200。在本发明实施例中,加热装置200既可以独立使用,也可以收纳于制冷设备10中以附属于制冷设备10。
具体而言,加热装置200也适于收纳负载20,并用以提高负载20的温度。在不同的具体示例中,加热装置200可以在具有任何初始温度的负载20上执行加热操作以提高负载20的热能或者温度。例如,在一些具体示例中,加热装置200适于将初始温度在0℃以下的负载20的温度提高到0℃以上或者0℃以下的预定的温度。在另一些具体示例中,加热装置200则适于将初始温度在0℃以上的负载20的温度提高到预定的温度。
在本发明实施例中,加热装置200采用射频加热的方式来提高负载20的热能或者温度。
图2是本发明实施例中加热装置的简化示意图。
如图2所示,加热装置200可以包括加热设备300、射频线400和射频功率源设备500。其中,加热设备300适于收纳负载20并提高其温度。射频线400用以连接加热设备300和射频功率源设备500,并适于在射频功率源设备500和加热设备300之间传输射频功率信号。射频功率源设备500适于向加热设备300输出用以提高负载20温度的射频能量。
参照图1,在一些具体示例中,加热装置200中的加热设备300可以收纳于储藏室110内。例如,加热设备300可以收纳于冷藏室111内。
制冷设备10还可以包括容纳于箱体100内并适于收纳射频功率源设备500的设备室(图1中未示出)。在一些具体示例中,设备室可以是适于收纳压缩机的压缩机室。
参照图2,加热设备300可以包括第一壳体310、射频天线320、调谐单元330、电感340以及形成于第一壳体310内的第一室311、第二室312和第三室313。其中,第一室311适于收纳负载20,第二室312适于收纳射频天线320,第三室313适于收纳调谐单元330和电感340。
在本发明实施例中,第一壳体310适于屏蔽射频天线320向加热设备300外辐射的射频电磁波。在一些具体示例中,第一壳体310可以采用金属材质。射频天线320适于向第一室311内的负载20施加射频能量,以提高负载20的温度。调谐单元330与射频功率源设备500连接,并适于将射频功率源设备500输出的前向射频功率进行阻抗匹配后输送至射频天线320。电感340连接于射频天线320和调谐单元330之间,并适于消耗来自射频天线320的部分反向射频功率。
进一步地,加热设备300还包括安装于第一壳体310的门350,其适于打开或关闭第一室311以取放负载20。
参照图2,射频功率源设备500可以包括第二壳体510以及位于第二壳体510内的射频功率源模块520和电力供应模块530。其中,电力供应模块530与射频功率源模块520连接(未示出),并用以向射频功率源模块520提供电力,射频功率源模块520用以产生射频功率信号并输送至射频天线320。
图3是本发明实施例中射频功率源模块的一种局部示意图。
如图3所示,射频功率源模块520可以包括第一基板521以及与第一基板521导电连接的射频功率单元、射频功率传输线522、第一检测单元523和第二检测单元524。
具体而言,第一基板521可以采用PCB板(即,Printed Circuit Board,印制电路板)。射频功率单元用以产生射频功率信号,并通过射频功率传输线522向加热设备300传输前向射频功率信号和反向射频功率信号(最终传输至加热设备300中的射频天线320)。第一检测单元523用以通过射频功率传输线522检测射频功率单元输出的前向射频功率信号。第二检测单元524用以通过射频功率传输线522检测返回至射频功率单元的反向射频功率信号。
参照图2,射频功率单元可以包括射频功率发生器525和射频功率放大器526。其中,射频功率发生器525用以产生前向射频功率信号。射频功率放大器526与射频功率发生器525连接,并用以将射频功率发生器525产生的前向射频功率信号进行放大并输送至加热设备300。
进一步地,射频功率放大器526可以与射频功率传输线522连接,射频功率传输线522可以通过射频线400与加热设备300的调谐模块330连接,调谐模块330可以与射频天线320连接。
由此,射频功率发生器525产生的前向射频功率信号可以经射频功率放大器526放大后,依次通过射频功率传输线522和射频线400传输至调谐模块330,并在调谐模块330的作用下进行阻抗匹配后传输至射频天线320,最后通过射频天线320以射频能量的形式施加于负载20,以提高负载20的温度。
通常,射频天线320并不能将其接收到的前向射频功率信号所承载的全部前向射频功率耗尽。没有耗尽的前向射频功率可以作为反向射频功率返回至射频功率单元。
进一步地,在射频天线320和调谐单元330之间还可以串联有电感340,以消耗来自射频天线320的大部分反向射频功率。而剩下的、没有被电感340消耗掉的小部分反向射频功率则按原路返回至射频功率单元。
在本发明实施例中,射频功率源模块520还包括与第一基板521导电连接的控制单元。
具体而言,控制单元分别与第一检测单元523和第二检测单元524连接,并适于基于第一检测单元523检测到的前向射频功率信号和第二检测单元524检测到的反向射频功率信号的差值判断射频功率单元的输出射频功率是否与预定射频功率相匹配。
在本发明实施例中,射频功率单元的输出射频功率为射频功率单元输出的前向射频功率中用以通过射频天线320施加于负载20的部分。预定射频功率表示适于将负载20的温度提高至预定的温度所需要的射频功率。在具体实现时,预定射频功率可以由用户根据负载20的实际需求进行设定。
在一些具体示例中,射频功率单元的输出射频功率可以通过如下公式获得:
P=Pf-Pr-Pi
其中,
P表示射频功率单元的输出射频功率,
Pf表示射频功率单元输出的前向射频功率,
Pr表示返回至射频功率单元的反向射频功率,
Pi表示电感340消耗的反向射频功率。
进一步地,控制单元还可以与射频功率单元连接,并适于在射频功率单元的输出射频功率与预定射频功率不匹配时,控制射频功率单元停止工作以避免射频功率过大而损坏设备,或控制射频功率单元调节其输出的前向射频功率以使得射频功率单元的输出射频功率与预定射频功率相匹配。
在一些具体示例中,第一检测单元523和第二检测单元524均可以包括分别与第一基板521导电连接的取样电阻、检波晶体管、RC(即Resistor-Capacitance,电阻-电容)滤波电路和比例放大电路。
具体而言,取样电阻用以采集射频功率传输线522中传输的前向或反向射频功率信号,并将其转换为交流电压信号;检波晶体管与取样电阻连接,并用以将取样电阻输出的交流电压信号整流为直流电压信号;RC滤波电路与检波晶体管连接,并用以将检波晶体管输出的直流电压信号进行滤波以得到稳定的直流电压信号;比例放大电路与RC滤波电路连接,并用以将RC滤波电路输出的直流电压信号进行放大以提供给控制单元。
在一些具体示例中,取样电阻可以采用精密贴片电阻。例如,取样电阻可以采用精度为1%的精密贴片电阻。如此,可以提高取样电阻采集的前向或反向射频功率信号的精确度。
对于应用在射频功率源设备500中的取样电阻,其电阻值可以选取为300Ω,以较好地与射频功率单元的输出功率相匹配。
为了确保取样电阻转换出来的交流电压信号的电压值在合理的模拟电压采样值范围内,在一些较优的具体示例中,取样电阻与射频功率传输线522之间的距离可以设置为0.7mm。
参照图3,在一些具体示例中,第一检测单元523、第二检测单元524和射频功率传输线522三者可以设置于第一基板521的同一面,且第一检测单元523和第二检测单元524二者共同位于射频功率传输线522的同一侧并共地连接于第一基板521(即第一检测单元523和第二检测单元524二者共用第一基板521的接地端)。
图4是本发明实施例中射频功率源模块的另一种局部示意图。为了清楚地显示出射频功率传输线522在第一基板521上的布设情况,该示意图仅示意出了第一基板521和射频功率传输线522。
在一些具体示例中,射频功率传输线522具有“┛”形的构造,并将第一基板521分隔为位于射频功率传输线522不同侧的第一区域和第二区域。第一检测单元523和第二检测单元524二者共同位于第一基板521的第一区域或第二区域,即二者共同位于射频功率传输线522的同一侧。
如此,可以使得第一检测单元523和第二检测单元524二者共地连接时,不会跨越射频功率传输线522,从而使得第一检测单元523和第二检测单元524二者在工作时,均不会受到射频功率传输线522中的传输的射频功率信号的干扰,进而有利于改善第一检测单元523和第二检测单元524在工作过程中的稳定性和可靠性。
在另一些具体示例中,第一检测单元523和第二检测单元524二者中的一者可以与射频功率传输线522共同设置于第一基板521的同一面,而另一者则设置于第一基板521的另一面。
具体而言,第一基板521可以为双面电路板,并具有第一面和第二面。其中,第一面设置有射频功率传输线522和第一检测单元523,第二面设置有第二检测单元524。
图5是本发明实施例中射频功率源模块的第三种局部示意图;图6是本发明实施例中射频功率源模块的第四种局部示意图。其中,图5示意了第一基板521的第一面,图6示意了第一基板521的第二面。为了清楚地显示出第一基板521的第二面的布局,在图6中,对位于第一基板521的第一面的射频功率传输线522采用了透视意图。
参照图5,射频功率传输线522可以将第一基板521的第一面分隔为位于射频功率传输线522不同侧的第一面第一区域和第一面第二区域。
参照图6,对应于第一面第一区域,在第一基板521的第二面上具有第二面第一区域。对应于第一面第二区域,在第一基板521的第二面上具有第二面第二区域。其中,第二面第一区域和第一面第一区域在第一基板521上的投影重合,第二面第二区域和第一面第二区域在第一基板521上的投影重合。
在本发明实施例中,第一检测单元523和第二检测单元524二者共同位于射频功率传输线522的同一侧并共地连接于第一基板521(即第一检测单元523和第二检测单元524二者共用第一基板521的接地端)。
在一些具体示例中,第一检测单元523可以位于第一基板521的第一面第一区域,第二检测单元524可以位于第一基板521的第二面第一区域;在另一些具体示例中,第一检测单元523可以位于第一基板521的第一面第二区域,第二检测单元524可以位于第一基板521的第二面第二区域。由此,第一检测单元523和第二检测单元524二者可以共同位于射频功率传输线522的同一侧。
如此,也可以使得第一检测单元523和第二检测单元524二者共地连接时,不会跨越射频功率传输线522,从而使得第一检测单元523和第二检测单元524二者在工作时,均不会受到射频功率传输线522中的传输的射频功率信号的干扰,进而有利于改善第一检测单元523和第二检测单元524在工作过程中的稳定性和可靠性。
在本发明实施例中,通过电力供应模块530向射频功率源模块520提供电力。
具体而言,电力供应模块530可以包括第二基板531以及和第二基板531导电连接的电力转换器532。其中,第二基板531可以采用PCB板。电力转换器532可以与加热装置200外部的交流电源连接,并适于将来自外部的交流电源的交流电压转换为直流电压,以向射频功率源模块520提供直流电压。
在本发明实施例中,射频功率源设备500不但可以用于加热装置200,也可以用于其他设备以提供功率。
尽管上文已经描述了具体实施方案,但这些实施方案并非要限制本发明公开的范围,即使仅相对于特定特征描述单个实施方案的情况下也是如此。本发明公开中提供的特征示例意在进行例示,而非限制,除非做出不同表述。在具体实施中,可根据实际需求,在技术上可行的情况下,将一项或者多项从属权利要求的技术特征与独立权利要求的技术特征进行组合,并可通过任何适当的方式而不是仅通过权利要求书中所列举的特定组合来组合来自相应独立权利要求的技术特征。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种射频功率源设备(500),包括第一基板(521)、与所述第一基板(521)导电连接的射频功率单元和射频功率传输线(522),所述射频功率单元通过所述射频功率传输线(522)向射频天线(320)传输前向射频功率信号和反向射频功率信号,其特征在于,包括分别与所述第一基板(521)导电连接的第一检测单元(523)和第二检测单元(524),所述第一检测单元(523)通过所述射频功率传输线(522)检测所述前向射频功率信号,所述第二检测单元(524)通过所述射频功率传输线(522)检测所述反向射频功率信号,所述第一检测单元(523)和所述第二检测单元(524)二者设置于所述射频功率传输线(522)的同一侧并共地连接于所述第一基板(521)。
2.根据权利要求1所述的射频功率源设备(500),其特征在于,所述第一检测单元(523)和所述第二检测单元(524)位于所述第一基板(521)的同一面。
3.根据权利要求1所述的射频功率源设备(500),其特征在于,所述第一检测单元(523)和所述第二检测单元(524)分别位于所述第一基板(521)的两面。
4.根据权利要求1所述的射频功率源设备(500),其特征在于,包括与所述第一基板(521)导电连接的控制单元,其适于基于所述前向射频功率信号和所述反向射频功率信号的差值判断所述射频功率单元的输出射频功率是否与预定射频功率相匹配。
5.根据权利要求4所述的射频功率源设备(500),其特征在于,所述控制单元适于在所述输出射频功率与所述预定射频功率不匹配时,控制所述射频功率单元停止工作,或控制所述射频功率单元调节其输出的前向射频功率以使得所述输出射频功率与所述预定射频功率相匹配。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的射频功率源设备(500),其特征在于,所述第一检测单元(523)和所述第二检测单元(524)均包括与所述第一基板(521)导电连接的取样电阻,其适于通过所述射频功率传输线(522)获取所述前向射频功率信号或所述反向射频功率信号。
7.根据权利要求6所述的射频功率源设备(500),其特征在于,所述取样电阻的电阻值为300Ω。
8.根据权利要求6所述的射频功率源设备(500),其特征在于,所述取样电阻与所述射频功率传输线(522)之间的距离为0.7mm。
9.根据权利要求6所述的射频功率源设备(500),其特征在于,所述取样电阻的精度为1%。
10.一种加热装置(200),其特征在于,包括如权利要求1至9中任一项所述的射频功率源设备(500)。
11.一种制冷设备(10),其特征在于,包括如权利要求10所述的加热装置(200)。
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