CN1992135A - 磁控管 - Google Patents

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CN1992135A CNA2006101720768A CN200610172076A CN1992135A CN 1992135 A CN1992135 A CN 1992135A CN A2006101720768 A CNA2006101720768 A CN A2006101720768A CN 200610172076 A CN200610172076 A CN 200610172076A CN 1992135 A CN1992135 A CN 1992135A
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Abstract

磁控管包括：阳极；阴极，设置在所述阳极的中心；多个叶片，从所述阳极的内表面沿径向向所述阴极突出；以及上端屏蔽件和下端屏蔽件，分别连接至所述阴极的上端和下端，使得所述阴极的有效加热部分的长度可小于所述叶片的高度。所述阴极的热功率降低，因此降低了为了得到相同输出的输入功率，从而提高了磁控管的效率。

Description

磁控管
技术领域
本发明涉及一种磁控管，更具体地，涉及一种能够通过降低阴极的热功率来降低为了得到相同输出功率的输入功率，从而提高效率的磁控管。
背景技术
一般地，磁控管应用于微波领域、等离子体照明设备、干燥器以及其它高频系统。磁控管包括：高频产生单元，通过电磁场产生高频能量；输入单元，向高频产生单元提供功率；以及输出单元，发射从高频产生单元产生的高频能量。
图1是示出根据现有技术的磁控管的剖视图，图2是示出图1的主要部分的放大图，图3是示出图2的阴极的侧视图。
如图所示，磁控管包括：高频产生单元100，产生高频能量；输入单元200，形成于高频产生单元100的下方，用于向高频产生单元100提供功率；以及输出单元300，形成于高频产生单元100的上方，发射从高频产生单元100产生的高频能量。
高频产生单元100包括：磁轭板111，为正方盒形；阳极121，为圆柱形，设置在磁轭板111的中心；A-密封件131和F-密封件141，分别形成于阳极121的上端和下端；上磁体133和上磁极135，设置在阳极121的上方；下磁体143和下磁极145，设置在阳极121的下方；以及阴极151，设置在阳极121的中心。
多个散热片113彼此叠置在磁轭板111中，以将阳极121的热量散发出去。
多个叶片125在阳极121中向阴极151突出，从而可以在阳极121和阴极151之间形成电子移动空间122。陶瓷芯柱147安装在F-密封件141的下端。由陶瓷芯柱147、阳极121、A-密封件131以及F-密封件141所形成的内部空间保持为真空状态。
阴极151形成为螺旋形。上端屏蔽件155和下端屏蔽件165分别连接至阴极151的上端和下端。中心引线161设置为穿过下端屏蔽件165，而侧引线163连接至下端屏蔽件165的一侧。中心引线161穿过下端屏蔽件165，并通过阴极151的中心连接至上端屏蔽件155。上端屏蔽件155整体连接至阴极151的上端。
输入单元200包括：滤箱211，形成于磁轭板111的下方；冷凝器213，连接至滤箱211的一侧；扼流圈215，设置在滤箱211中，并连接至冷凝器213；以及外部连接引线217，从扼流圈215延伸，并电连接至中心引线161和侧引线163。
输出单元300包括：天线馈线311，连接至叶片125；A-陶瓷件313，设置在A-密封件131的上方，在A-陶瓷件313内具有天线馈线311；以及天线罩315，设置在A-陶瓷件313的上方。
然而，传统磁控管具有以下问题。在例如100W～300W的低输出功率状态下，在为了得到相同输出功率的整个输入功率中，阴极151所占的热功率增加。因此，磁控管的效率降低。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种磁控管，其能够通过降低阴极的热功率，因此降低为了得到相同输出功率的输入功率，从而提高磁控管的效率。
为了获得这些以及其它优点，并根据本发明的目的，如在此具体实施并广泛描述的，提供一种磁控管，包括：阳极；阴极，设置在所述阳极的中心；多个叶片，从所述阳极的内表面沿径向向所述阴极突出；以及上端屏蔽件和下端屏蔽件，分别连接至所述阴极的上端和下端，使得所述阴极的有效加热部分的长度小于叶片的高度。
通过结合附图对于本发明的具体描述，本发明的上述以及其它目的、特征、方案以及优点将变得更加明显。
附图说明
附图包括在说明书中，提供对本发明的进一步理解，并入并组成说明书的一部分，示出本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是示出根据传统技术的磁控管的剖视图；
图2是示出图1的主要部分的放大图；
图3是示出图2的阴极的侧视图；
图4是示出根据本发明第一实施例的磁控管的剖视图；
图5是图4的主要部分的放大图；
图6是示出图4的上端屏蔽件的连接状态的侧视图；
图7A至7C分别示出根据阴极的有效加热部分的长度与叶片的高度之间的比而变化的阴极的热功率、暗电流以及磁控管的效率；
图8是示出示出根据本发明第二实施例的磁控管的剖视图；
图9是示出图8的主要部分的放大图；
图10是示出图8的阴极的侧视图；
图11是示出根据本发明第三实施例的磁控管的剖视图；以及
图12是示出图11的主要部分的放大图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的优选实施例，其实例在附图中示出。
以下，更详细地说明根据本发明第一实施例。
与前述部件相同的部件将使用相同的附图标记。
如图4至6所示，根据本发明的磁控管包括：高频产生单元100，放置在用于提供功率的输入单元200与用于输出高频能量的输出单元300之间，用来提供高频。高频产生单元100包括：阳极121，为圆柱形；多个叶片125，设置在阳极121中；上磁极135和下磁极145，分别设置在阳极121的上方和下方；阴极171，为螺旋形，设置在阳极121的中心，并且中心引线161在阴极171中穿过；下端屏蔽件165，用于将中心引线161穿过，并且下端屏蔽件165连接至阴极171的下端；以及上端屏蔽件175，包括屏蔽部分176和连接部分177，屏蔽部分176的尺寸大于阴极171的尺寸，并设置在阴极171的上端，而连接部分177之中具有中心引线161，并且连接部分177连接至阴极171，从而阴极171的有效加热部分的长度L可小于叶片125的高度。
多个叠置的散热片113的一端连接至阳极121的外表面，散热片113的另一端接触磁轭板111的内表面。磁轭板111为正方盒形，具有两个开口端。输出单元300形成于磁轭板111的上方，用于发射高频产生单元100产生的高频能量。输入单元200形成于磁轭板111的下方，用于向高频产生单元100提供功率。
输入单元200包括：滤箱211，为正方形；冷凝器213，连接至滤箱211的一侧；扼流圈215，设置在滤箱211中，一端连接至冷凝器213；以及外部连接引线217，连接至扼流圈215的另一端。
输出单元300包括：A-陶瓷件313，设置在磁轭板111的上方；天线馈线311，一端连接至叶片125，另一端设置在A-陶瓷件313中；以及天线罩315，设置在A-陶瓷件313的上端，天线罩315中具有天线馈线311。
上磁体133、上磁极135以及A-密封件131安装在阳极121的上方。另外，下磁极143、下磁极145以及F-密封件141安装在阳极121的下方。陶瓷芯柱147安装在F-密封件141的下端，并且外部连接引线217插入陶瓷芯柱147中。
阴极171同心地安装在阳极121的中心。多个叶片125径向地安装在阳极121的内表面，从而可以在阳极121与阴极171之间形成电子移动空间122。
阴极171为圆柱线圈形。上端屏蔽件175和下端屏蔽件165分别电连接至阴极171的上端和下端。下端屏蔽件165设置有通孔166，用于将中心引线161穿过而不产生接触，中心引线161的一端连接至外部连接引线217。插入部分167形成于下端屏蔽件165的上部，用于插入阴极171的下端。侧引线163的一端连接至外部连接引线217，而另一端连接至下端屏蔽件165的一侧。
上端屏蔽件175包括：屏蔽部分176，其尺寸大于阴极171的线圈的直径，并设置在阴极171的上方；以及连接部分177，从屏蔽部分176的下部中心向下突出。连接部分177设置有连接孔178，用于在其中心连接中心引线161。连接部分177插入阴极171的上端，从而阴极171的有效加热部分的长度L可小于叶片125的高度H。因此，连接部分177的外表面连接至阴极171。优选地，用于发射热电子的阴极171的有效加热部分的长度L与叶片125的高度H之间的比在0.80～0.87的范围内。
以下，参照图7A至7C，说明根据阴极171的有效加热部分的长度L与叶片125的高度之间的比(L/H)而变化的暗电流、根据L/H而变化的阴极171的热功率以及根据L/H而变化的磁控管的效率。
当阴极171的有效加热部分的长度L增加时，阴极171的热功率增加。如图7A所示，阴极171的热功率根据L/H而变化，如直线L1所示。
如图7B所示，暗电流根据L/H而变化，如曲线L2所示。这里，当L/H小于0.8时，暗电流大幅度增加。
如图7C所示，磁控管的效率根据L/H而变化，如曲线L3所示。这里，当L/H在一定区间内增加时，磁控管的效率增加，并且，当L/H的值对应于0.80～0.87时，磁控管的效率具有最佳值。
例如，在工作电压为4KV、工作电流为70mA以及磁控管的输出为200W的状态下，如果L/H为1，则阴极171的热功率为35W，暗电流为2.0mA，给磁控管的输入为315W，磁控管的效率为63％。然而，如果在相同条件下，L/H比为0.83，则阴极171的热功率为20W，暗电流为2.5mA，给磁控管的输入为300W，磁控管的效率为67％。
如果在相同条件下，L/H比为0.8，则阴极171的热功率为18W，暗电流为3mA，磁控管的效率为66％。
如果在相同条件下，L/H比为0.87，则阴极171的热功率为23W，暗电流为2.2mA，磁控管的效率为66％。
当通过输入单元200的外部连接引线217向中心引线161和侧引线163提供功率时，阴极171向电子移动空间122发射热电子。然后，由于上磁极135和下磁极145，发射的热电子与磁场能量互相作用，从而被吸入阳极121，因此产生具有高频能量的微波。通过天线馈线311，产生的微波向外发射，从而实现加热和烘干操作，或者发光。
图8是示出根据本发明第二实施例的磁控管的剖视图，图9是示出图8的主要部分的放大图，图10是示出图8的阴极的侧视图。
如图所示，根据本发明第二实施例的磁控管包括：阳极121；阴极172，设置在阳极121的中心，并且中心引线161在阴极172中穿过；多个叶片125，从阳极121的内表面沿径向向阴极172突出；以及上端屏蔽件155和下端屏蔽件185，分别连接至阴极172的上端和下端，从而阴极172的有效加热部分的长度L可小于叶片125的高度H。
磁轭板111设置在阳极121的外侧，多个散热片113连接至阳极121的内部和磁轭板111。
输入单元200形成于磁轭板111的下方，用于向高频产生单元100提供功率。输出单元300形成于磁轭板111的上方，用于发射从高频产生单元100产生的高频能量。
输入单元200包括：滤箱211，为正方形；冷凝器213，连接至滤箱211的一侧；扼流圈215，设置在滤箱211中，一端连接至冷凝器213；以及外部连接引线217，连接至扼流圈215的另一端。
输出单元300包括：A-陶瓷件313，设置在磁轭板111的上方；天线馈线311，一端连接至叶片125，另一端设置在A-陶瓷件313中；以及天线罩315，设置在A-陶瓷件313的上端，天线罩315中具有天线馈线311。
上磁体133、上磁极135以及A-密封件131安装在阳极121的上方。另外，下磁极143、下磁极145以及F-密封件141安装在阳极121的下方。陶瓷芯柱147安装在F-密封件141的下端，并且外部连接引线217插入陶瓷芯柱147中。
阴极172同心地安装在阳极121的中心。多个叶片125径向地安装在阳极121的内表面，从而可以在阳极121与阴极172之间形成电子移动空间122。
阴极172为圆柱线圈形。上端屏蔽件155和下端屏蔽件185分别电连接至阴极172的上端和下端。
上端屏蔽件155包括：屏蔽部分156，其尺寸大于阴极172；以及连接部分157，从屏蔽部分156向下突出。连接部分157设置有连接孔158，用于在其中连接中心引线161。阴极172的上端连接至连接部分157的外表面。
下端屏蔽件185包括：屏蔽部分186，其尺寸大于阴极172；以及连接部分187，从屏蔽部分186的上表面向上突出，因此被插入阴极172的下端。由于阴极172的下端接触下端屏蔽件185的上表面，所以阴极172的长度缩短。
屏蔽部分186和连接部分187分别设置有通孔188，用于将中心引线161穿过而不产生接触。侧引线163连接至屏蔽部分186的一侧。下端屏蔽件185设置为使得屏蔽部分186的上表面和叶片125的下端高度相同。优选地，连接部分187形成为突出状，使得阴极172的有效加热部分的长度L与叶片125的高度H之间的比在0.80～0.87的范围内，从而降低阴极172的热功率。
图11是示出根据本发明第三实施例的磁控管的剖视图；图12是示出图11的主要部分的放大图。
如图所示，根据本发明第三实施例的磁控管包括：阳极121；阴极173，设置在阳极121的中心，并且中心引线161在阴极173中穿过；多个叶片125，从阳极121的内表面沿径向向阴极173突出；以及上端屏蔽件195和下端屏蔽件205，分别连接至阴极173的上端和下端，从而阴极173的有效加热部分的长度L可小于叶片125的高度H。
磁轭板111设置在阳极121的外侧，多个散热片113连接至阳极121的内部和磁轭板111。
输入单元200形成于磁轭板111的下方，用于向高频产生单元100提供功率。输入单元200包括：滤箱211、冷凝器213、扼流圈215以及外部连接引线217。输出单元300形成于磁轭板111的上方，用于发射从高频产生单元100产生的高频能量。输出单元300包括：A-陶瓷件313、天线馈线311以及天线罩315。
上磁体133、上磁极135和A-密封件131安装在阳极121的上方。另外，下磁体143、下磁极145和F-密封件141安装在阳极121的下方。陶瓷芯柱147安装在F-密封件141的下端，并且外部连接引线217插入陶瓷芯柱147中。
阴极173同心地安装在阳极121的中心。多个叶片125径向地安装在阳极121的内表面，从而可以在阳极121与阴极173之间形成电子移动空间122。
阴极173为圆柱线圈形。上端屏蔽件195和下端屏蔽件205分别电连接至阴极173的上端和下端。
上端屏蔽件195包括：屏蔽部分196，其尺寸大于阴极173；以及连接部分197，从屏蔽部分196向下突出。连接部分197设置有连接孔198，用于在其中连接中心引线161。阴极173的上端连接至连接部分197的外表面。
下端屏蔽件205包括：屏蔽部分206，其尺寸大于阴极173的线圈直径；以及连接部分207，从屏蔽部分206的上表面向上突出，因此被插入阴极173的下端。在屏蔽部分206和连接部分207的中心分别设置有通孔208，所述通孔208用于将中心引线161穿过而不产生接触。侧引线163连接至屏蔽部分206的一侧。上端屏蔽件195和下端屏蔽件205的屏蔽部分196和206分别设置为与叶片125的高度相同。优选地，连接部分197和207形成为突出状，使得阴极173的有效加热部分的长度L和叶片125的高度H之间的比(L/H)在0.80～0.87的范围内，从而降低阴极173的热功率。
如上所述，在本发明中，阴极的有效加热部分的长度缩短，因此降低了阴极的热功率，从而提高了磁控管的效率。
另外，在本发明中，不仅阴极的有效加热部分的长度可缩短，阴极本身的长度也可缩短，从而便于制造磁控管，并降低制造成本。
由于本发明可具体实施为多种形式而不背离其精神或本质特征，所以应当理解，除非另有规定，上述实施例并不受限于前述说明的任何细节，而应在随附权利要求书限定的精神和范围内宽泛地解释，因此，落入权利要求书的界限及其等效范围内的所有变化和改型都应为随附权利要求书所涵盖。

Claims (7)

1.一种磁控管，包括：
阳极；
阴极，设置在所述阳极的中心；
多个叶片，从所述阳极的内表面沿径向向所述阴极突出；以及
上端屏蔽件和下端屏蔽件，分别连接至所述阴极的上端和下端，使得所述阴极的有效加热部分的长度小于所述叶片的高度。
2.根据权利要求1所述的磁控管，其中，所述阴极为圆柱线圈形，并且所述上端屏蔽件与所述阴极部分地重叠。
3.根据权利要求2所述的磁控管，其中，所述上端屏蔽件包括：
屏蔽部分，其尺寸大于所述阴极的尺寸，其位置设置为与所述叶片的上端相同，或者设置在所述叶片上端的上方；以及
连接部分，从所述屏蔽部分突出，因此所述连接部分插入所述阴极中。
4.根据权利要求3所述的磁控管，其中，所述下端屏蔽件设置有插入孔，所述插入孔用于将所述下端屏蔽件插入其中心；所述下端屏蔽件的上表面的位置设置为与所述叶片的下端相同，或者设置在所述叶片下端的下方。
5.根据权利要求2所述的磁控管，其中，所述下端屏蔽件包括：
屏蔽部分，其尺寸大于所述阴极的尺寸，并设置在所述阴极的下端；以及
连接部分，从所述屏蔽部分向上突出，从而与所述阴极重叠。
6.根据权利要求2所述的磁控管，其中，所述上端屏蔽件包括：
屏蔽部分，其尺寸大于所述阴极的尺寸，其位置设置为与所述叶片的上端相同，或者设置在所述叶片上端的上方；以及
连接部分，从所述屏蔽部分突出，因此所述连接部分插入所述阴极中，
其中，所述下端屏蔽部件包括：
屏蔽部分，其尺寸大于所述阴极的尺寸，并设置在所述阴极的下端；以及
连接部分，从所述屏蔽部分向上突出，从而与所述阴极重叠。
7.根据权利要求1至6中任一所述的磁控管，其中，所述上端屏蔽件和所述下端屏蔽件连接至所述阴极，使得所述阴极的有效加热部分的长度(L)与所述叶片的高度(H)之比(L/H)在0.80～0.87的范围内。
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