CN1855351B - 微波炉的磁控管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于一种考虑到安全标准以及噪声的小型微波炉的磁控管，在一微波炉的磁控管中，一对扼流线圈(16，17)被设置在一滤波器壳(11)内，并且所述滤波器壳(11)的内部表面高度被设定为35到45mm，空心式电感(25)的外径(d3)被设定为5.5到7.5mm，并且一高频吸收元件(27)的横截面(S)被设定为5到16mm2。在该用于微波炉的磁控管(10)中，在电容器接头(15A，15B)与滤波器壳(11)之间的静电容量被增加到500到700pF。

Description

微波炉的磁控管
技术领域
本发明涉及被使用在微波炉中的磁控管。
背景技术
一常规微波炉的磁控管包括在一滤波器壳(filter case)50内的扼流线圈51，并且使所述扼流线圈51的一端51A连接到负极输入导体52而所述扼流线圈51的另一端51B连接到一电容器53的接头53A上，并且如图14所示所述电容器53被设置在所述滤波器壳50的侧壁上。
所述扼流线圈51可以解决下列问题。具体地说，一空心式电感(air-coretype inductance)55和一具有在绕组中的杆形高频吸收元件(铁氧体磁芯)57的铁心式电感(core type inductance)56被串联，因此在所述扼流线圈51的绕组中的电介质出现被烧毁现象而导致绝缘失效或产生铁氧体磁芯57破裂(例如，公开在JP-B-57-17344中)。
微波炉的磁控管被更加要求具有小的尺寸以维持微波炉内的大的内部部分。为了满足该要求，磁控管具有小高度的滤波器壳50是必要的。但是，该微波炉的磁控管保持从所述扼流线圈51到该滤波器壳50的距离，该值等于或大于一个特定的值以满足安全标准。而且，在该微波炉的磁控管中，与工业磁控管不同，对噪声的限制是很严格的。
所述磁控管用于在具有复杂结构的空间中产生高频。因此，模拟的结果和实验的结果彼此很不相同。换句话说，预测在尺寸被减少的情况下产生的影响是不可能的。
发明内容
本发明是考虑到这些情况而做出的并且其目的在于提供一种磁控管，其用于一种考虑到安全标准及噪声的小型微波炉。
本发明提供一种用于微波炉的磁控管，包括：在一滤波器壳中，一对扼流线圈，在扼流线圈中一空心式电感和具有在一绕组中的一高频吸收元件的一铁心式电感串联，每个所述扼流线圈中的一端被连接到一对负极输入导体的每一个上，而每个所述扼流线圈的另一端被连接到一对电容器的接头的每一个上；其中所述滤波器壳的内部表面的高度被设定为35到45mm；所述空心式电感的外径被设定为5.5到7.5mm，且所述铁心式电感的高频吸收元件的横截面被设定为5到16mm2；以及在所述电容器的接头和所述滤波器壳之间的静电容量保持为500到700pF。
根据该结构，所述滤波器壳可以被制造得紧凑。而且，通过减小所述扼流线圈的成形，能够维持所述扼流线圈到所述滤波器壳的距离为一个标准值。因此，可以满足其安全标准。并且，能够抑制在400到700MHz频段的噪声。
在普通的用于微波炉的磁控管设计中，为了避免噪声的产生，不会改变扼流线圈的形状。但是，在根据本发明的用于微波炉的磁控管中，根据在所述滤波器壳的尺寸或所述电容器的接头和所述滤波器壳之间的静电容量与噪声的关系的新的知识，能够在满足安全标准的情况下实现减小尺寸并且减少噪声。
而且，一种根据本发明的微波炉包括根据本发明的微波炉的磁控管。
根据本发明，能够获得减少微波炉的磁控管的尺寸并且满足安全标准以及减少噪声的益处。
附图说明
图1为显示根据本发明实施例的磁控管的剖面图，
图2为沿图1中A-A线的剖视图，
图3为在图1中箭头B方向上看的视图，
图4为沿图1中C-C线的剖视图，
图5显示在400Mhz频段下对应于在电容器接头和滤波器壳之间静电容量的噪声衰减量的曲线，
图6显示根据本发明实施例的磁控管中噪声衰减量的曲线，
图7为显示在空心式电感的外径变化下的空间波噪声的水平(400Mhz)的曲线，
图8为显示在空心式电感的外径变化下的空间波噪声的水平(700MHz)的曲线，
图9为显示在铁心式电感的铁氧体磁芯的直径(φ2.0mm，φ2.5mm，φ3.0mm)的变化下的空间波噪声的水平(400Mhz)的曲线，
图10为显示在铁心式电感的铁氧体磁芯的直径(φ3.5mm，φ4.0mm，φ4.5mm)的变化下的空间波噪声的水平(400Mhz)的曲线，
图11为显示根据本发明实施例的扼流线圈的形状的视图，
图12为显示根据本发明实施例的扼流线圈的另一个形状的视图，
图13为显示根据本发明实施例的扼流线圈的再一个形状的视图，
图14为显示一个常规的磁控管的剖视图，及
图15为显示常规磁控管的噪声减少量的曲线。
具体实施方式
如图1和2所示，根据本发明实施例的一微波炉的磁控管10(此后将叫做“磁控管10”)包括滤波器壳11，一个电容器15被设置在所述滤波器壳11侧壁13上，一对扼流线圈16和17设置在该滤波器壳11内。所述扼流线圈16和17及电容器15组成所谓的LC滤波电路。
在该滤波器壳11中，一负极输入部分18被设置在壳体12的顶板部分的中心，所述电容器15被设置在侧壁13的中心并且所述壳体12的开口由一个盖元件20封闭。
所述电容器15具有一对电容器接头15A和15B伸出进入所述滤波器壳11。
所述负极部分18具有一对负极输入导体18A和18B伸出进入所述滤波器壳11。
所述盖元件20包括一个配合周边壁21和一个凸出部分22，该配合周边壁21能够与所述壳体12的开口的周边壁配合，该凸出部分22由所述配合周边壁22围绕朝着下方凸出，并且所述凸出部分22大致形成在所述配合周边壁21的较低端21A的水平上。所述凸出部分22大致形成在所述配合周边壁21的较低端21A的水平上因此所述滤波器壳11的内表面的高度H1被设定为35到45mm。
通过串联连接一个空心式电感25和一个具有一个在绕组中的杆形高频吸收元件27(就是铁氧体磁芯)的铁心式电感26而得到所述扼流线圈16.
所述扼流线圈16具有连接到所述负极输入导体18A的端16A和连接到电容器接头15A的另一端16B。所述端16A是一个设置在空心式电感25侧的端而另一端16B是设置在所述铁心式电感26侧的端。
如图3所示，所述空心式电感25通过如螺线管一样地粗略地缠绕由铜材料形成的绕组28而获得，并且被形成为具有2.5到4.5mm的内直径d1。在所述空心式电感25中，所述绕组28具有1.4mm的线直径d2并且具有5.5到7.5mm的外直径d3。
如图4所示，包括高频吸收元件27的所述铁心式电感26通过像螺线管一样地缠绕由铜材料围绕所述高频吸收元件27而形成所述绕组28而获得。所述高频吸收元件具有横截面S，被设定为5到16mm2。该铁心式电感26具有小的外径d3，其以与所述空心式电感25相同的方式具有5.5到7.5mm外径。
所述另一个扼流线圈17如图2所示具有连接到另一个负极输入导体18B的端17A及另一个连接到另一个电容器接头15B的端17B。所述另一个扼流线圈17是一个与所述扼流线圈16线性对称的元件，并且那些与扼流线圈16的各个部件的附图标记相同的附图标记被附加在另一个扼流线圈17上，并且将省略对它们的说明。
通过设定扼流线圈16和17的外径d3为小的尺寸，也就是为5.5到7.5mm，即使所述滤波器壳11的内表面的高度H1被设定为小尺寸，也就是35到45mm，能够维持在扼流线圈16和17与所述滤波器壳11的顶板部分14之间的距离H2(见图1)等于或大于一标准值14.5mm并且维持在扼流线圈16和17与所述盖元件20的凸出部分的距离H3(见图1)等于或大于14.5mm。
图5显示在400Mhz频段下对于在一个滤波器电路中所述电容器接头15A和15B及所述滤波器壳11之间的静电容量的噪声衰减量，在该滤波器电路中所述滤波器壳的内表面具有40mm的高度，所述高频吸收元件(铁氧体磁芯)27具有直径φ3.0mm并且电感为1μH。在图5中，很明显一个普通的常规的)磁控管在一电容器接头和一滤波器壳之间具有350到400pF的静电容量，并且通过设定所述静电容量等于或大于500pF而增加所述噪声的衰减量。但是，当所述静电容量等于或大于750pF时，在所述磁控管被操作时(在操作期间)，从电容器中产生振动声音(所谓的电致伸缩声)，这实际上不是很好的。因此，优选的静电容量为500到700pF。
形成所述磁控管10，以加大电容器15的电介质材料的介电常数ε并且提高静电容量，从而维持在电容器接头15A和15B与所述滤波器壳11中的静电容量为500到700PF。
而且，通过加大电容器的静电容量，能够抑制空间波噪声的产生并且减少在400到700Mhz频段下的噪声。
图6为一个说明所述磁控管的噪声减少的曲线。图15是一个说明常规磁控管中的噪声的减少的曲线。在图6和15中，纵坐标轴表示噪声衰减的量而横坐标轴表示频率。根据图15的曲线，很明显在常规磁控管中在400到700MHz频段空间波噪声被衰减大致50dB，根据图6的曲线，很明显在本实施例的磁控管中在400到700MHz频段下空间波噪声的衰减大致为60dB。
确定在所述空心式电感的外径和在一频段下的噪声水平之间具有一个关系，其中基于所述电容器的静电容量获得明显的噪声衰减效果.图7和8显示空间波噪声水平(400到700MHz)随着所述空心式电感的外径而变化.在图7和8的曲线中，纵座标轴表示噪声水平而横座标轴表示所述空心式电感的外径.与常规的情况下的外径为8.0mm相比，很明显在外径为5.5到7.5mm的外径范围内可以获得明显的噪声改进效果.图7和8显示从400到700MHz频段的两个端点.同样在其它中间区域，也获得相同的噪声改进效果的趋势.
通过使用这样一个微波炉，即，其具有1000W的输出并且安装所述磁控管10，在该磁控管中所述滤波器壳11具有70mm×70mm的宽度并且所述扼流线圈16和17设置有具有不同的直径的铁氧体磁芯27，从而在400Mhz频段下噪声的衰减量被确定。图9和10显示所述确认下的结果。在该示例中，在所述扼流线圈16和17中，具有线直径1.4mm的铜材料被围绕所述铁心式电感26的铁氧体磁芯27进行缠绕，并且所述电感被保持具有1μH。
图9和10显示在所述铁心式电感26中的铁氧体磁芯27在某个直径下所述滤波器壳的内部表面的高度和在400Mhz频段下的噪声衰减之间的关系。图9为当使用在磁控管10内的所述铁氧体磁芯27分别具有φ2.0mm(横截面为3.5mm2)、φ2.5mm(横截面为4.9mm2)、φ3.0mm(横截面为7.1mm2)时的曲线，且图10为当使用在所示磁控管10中的所述铁氧体磁芯27分别具有φ3.5mm(横截面为9.6mm2)、φ4.0mm(横截面为12.6mm2)、φ4.5mm(横截面为15.9mm2)时的曲线。纵座标轴表示噪声衰减的量而横座标轴表示所述滤波器壳的内部表面的高度。通过设定在常规磁控管中(铁氧体磁芯具有5.0mm直径并且具有19.6mm2的横截面)的噪声量为参考值(衰减量为零的水平)并且设定在每个铁氧体磁芯直径下噪声的量为衰减的量而获得该曲线。
根据图9和10，很明显，噪声衰减量在所述铁氧体磁芯的直径从φ2.5mm到φ4.5mm(横截面大致从5到16mm2变换)范围内及所述滤波器壳的内部表面高度为35mm到45mm范围时得到加强。作为最大的效益值，在所述铁氧体磁芯的直径为3.0mm(大致7mm2的横截面)且所述滤波器壳的内部表面高度为40mm时获得8.5dB的衰减。
在该实施例中，对频段在400到700MHz下空间波噪声的衰减进行了描述。根据该实施例的磁控管10，能够确定在100到30Mhz频段内的噪声(线噪声)也可以被减少。
虽然作为本发明的实施例描述了扼流线圈所采用的形状如图11所示(所述铁心式电感的外径等于所述空心式电钢的外径)，但是如果所述空心式电感具有5.5到7.5mm的外径且高频吸收元件具有5到16mm2的横截面时也可以采用其它的形状。例如，如图12所示所述铁心式电感的外径可以大于所述空心式电感的外径，或者所述铁心式电感的外径可以如图13所示逐渐变化状。
本发明对能够减少尺寸并能够满足安全标准的磁控管非常有用，并且该磁控管具有减少噪声的效果并且被沿用在微波炉内。

Claims (2)

1.一种微波炉的磁控管，包括：
一滤波器壳；及
一对扼流线圈，它们被设置在所述滤波器壳内，在每个所述扼流线圈中，一空心式电感和具有在一绕组中的一高频吸收元件的一铁心式电感串联，每个所述扼流线圈的一端被连接到一对负极输入导体的每一个上，而每个所述扼流线圈的另一端被连接到一对电容器的接头的每一个上；
其中所述滤波器壳的内部表面的高度被设定为35到45mm；
所述空心式电感的外径被设定为5.5到7.5mm，且所述铁心式电感的高频吸收元件的横截面被设定为5到16mm2；及
在所述电容器的接头和所述滤波器壳之间的静电容量保持为500到700pF。
2.一种微波炉，包括根据权利要求1所述的微波炉的磁控管。
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