KR102319930B1

KR102319930B1 - 마그네트론 온도 조절 방법, 장치 및 시스템, 가변 주파수 전원 및 마이크로파 기기

Info

Publication number: KR102319930B1
Application number: KR1020207014410A
Authority: KR
Inventors: 지훙 관
Original assignee: 센젠 메그미트 일렉트리컬 씨오., 엘티디
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2018-04-17
Publication date: 2021-10-29
Also published as: CN107896393A; KR20200074182A; JP6987989B2; EP3706512A4; US11696376B2; EP3706512A1; EP3706512B1; JP2021501452A; EP3706512C0; US20200253006A1; CN107896393B; WO2019085408A1

Abstract

본원 발명은 마이크로파 기기분야에 관한 것으로 특히 마그네트론 온도 조절 방법 및 이의 장치, 컨트롤러, 가변 주파수 전원, 마그네트론 온도 조절 시스템 및 마이크로파 기기에 관한 것이다. 여기서 상기 마그네트론 온도 조절 방법은, 마그네트론을 경과하는 양극 전류 또는 가변 주파수 전원의 입력 파워 또는 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압을 결정하되, 가변 주파수 전원의 입력 파워 또는 출력 파워는 마그네트론 동작을 구동시키는 단계; 양극 전류 또는 입력 파워 또는 양극 전압에 근거하여 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하는 단계를 포함한다. 따라서 이는 제때에 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하여 마그네트론의 양극 온도를 조절함으로써 마그네트론이 과열로 파손되는 것을 방지할 수 있다.

Description

마그네트론 온도 조절 방법, 장치 및 시스템, 가변 주파수 전원 및 마이크로파 기기

본원 발명은 마이크로파 기기분야에 관한 것으로 특히 마그네트론 온도 조절 방법 및 이의 장치, 컨트롤러, 가변 주파수 전원, 마그네트론 온도 조절 시스템 및 마이크로파 기기에 관한 것이다.

마이크로파 기기는 공업용 분야, 군사용 분야, 민간용 분야 등 여러 가지 분야에 광범위하게 응용되고 있다.

전통적인 마이크로파 기기는 마그네트론을 구동하여 마이크로파를 발생하고, 마이크로파로 하여금 마이크로파 기기의 부하에 영향을 미치도록 한다.

출원인은 본원 발명을 실현하는 과정에서 전통적인 기술에 적어도 아래와 같은 문제점이 존재하는 것을 발견하였다: 마이크로파 기기가 부하에 영향을 미치는 과정에서, 부하에 불확실성이 존재하는데, 이는 마그네트론 온도의 급상승을 초래하게 된다. 이때 상응한 조치를 취하지 않게 되면 마그네트론은 쉽게 과열로 인해 파손되어 마그네트론의 사용수명을 크게 저하시키게 된다.

본원 발명의 실시예의 목적은 마그네트론 온도 조절 방법 및 이의 장치, 컨트롤러, 가변 주파수 전원, 마그네트론 온도 조절 시스템 및 마이크로파 기기를 제공하는 것인 바, 이는 전통적인 기술에 존재하는 마그네트론이 쉽게 과열 상태에서 동작하여 사용수명을 단축하는 기술적 과제를 해결한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본원 발명의 실시예는 하기 기술적 해결수단을 제공한다.

제1 양태에서, 본원 발명의 실시예는 마그네트론 온도 조절 방법을 제공하는데, 상기 방법은 마그네트론을 경과하는 양극 전류 또는 가변 주파수 전원의 입력 파워 또는 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압을 결정하되, 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워는 상기 마그네트론을 동작하도록 구동시키는 단계; 상기 양극 전류 또는 상기 입력 파워 또는 상기 양극 전압에 근거하여 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하는 단계를 포함한다.

선택적으로, 상기 양극 전압, 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하는 상기 단계는, 상기 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압, 상기 마그네트론의 등가 저항 및 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 결정하는 단계; 상기 마그네트론의 양극 전압, 상기 마그네트론 등가 저항 및 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워에 근거하여 상기 마그네트론의 양극 임계값 전압을 산출하는 단계; 상기 마그네트론의 양극 임계값 전압에 근거하여 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하는 단계를 포함한다.

선택적으로, 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 결정하는 단계는, 상기 가변 주파수 전원의 입력 파워와 입력 전압을 획득하는 단계; 상기 가변 주파수 전원의 입력 파워, 입력 전압 및 파워 효율의 대응관계에 근거하여 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 산출하는 단계를 포함한다.

선택적으로, 상기 마그네트론의 양극 임계값 전압에 근거하여 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하는 상기 단계는, 상기 마그네트론의 양극 임계값 전압에 근거하여 상기 마그네트론의 양극 온도를 산출하는 단계; 상기 마그네트론의 양극 온도에 근거하여 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하는 단계를 포함한다.

선택적으로, 상기 마그네트론의 양극 온도에 근거하여 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하는 상기 단계는, 상기 마그네트론의 양극 온도가 기설정 온도 임계값보다 큰지 여부를 판정하는 단계; 만약 기설정 온도 임계값보다 크면 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 저하시키는 단계; 만약 기설정 온도 임계값보다 작으면 상기 가변 주파수 전원의 동작을 유지하는 단계를 포함한다.

선택적으로, 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 저하시키는 상기 단계는, 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 결정하는 단계; 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워가 기설정된 최소 파워보다 큰지 여부를 판정하는 단계; 만약 기설정된 최소 파워보다 크면 상기 가변 주파수 전원의 동작을 유지시키는 단계; 만약 기설정된 최소 파워보다 작으면 상기 가변 주파수 전원의 동작을 정지시키는 단계를 포함한다.

선택적으로, 상기 마그네트론의 양극 임계값 전압에 근거하여 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하는 단계는, 마그네트론의 양극 임계값 전압과 가변 주파수 전원의 출력 파워 사이의 매핑 관계가 미리 저장된 기설정된 관련표를 획득하는 단계; 상기 기설정된 관련표에서 상기 마그네트론의 양극 임계값 전압과 대응되는 출력 파워를 검색하는 단계; 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 검색된 출력 파워까지 조절하는 단계를 포함한다.

선택적으로, 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압을 결정하는 상기 단계는, 상기 가변 주파수 전원의 입력 파워가 기설정 파워 범위에 놓일 경우, 상기 가변 주파수 전원의 입력 파워와 대응되는 양극 전압을 양극 임계값 전압으로 결정하는 단계를 포함한다.

제2 양태에서, 본원 발명의 실시예는 마그네트론 온도 조절 장치를 제공하는데, 상기 장치는 마그네트론을 경과하는 양극 전류 또는 가변 주파수 전원의 입력 파워 또는 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압을 결정하되, 상기 가변 주파수 전원의 입력 파워 또는 출력 파워는 상기 마그네트론을 동작하도록 구동시키는 결정모듈과, 상기 양극 전류 또는 상기 입력 파워 또는 상기 양극 전압에 근거하여 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하는 조절모듈을 포함한다.

제3 양태에서, 본원 발명의 실시예는 컨트롤러를 제공하는데, 상기 컨트롤러는 적어도 하나의 프로세서 및 상기 적어도 하나의 프로세서와 통신 연결되는 메모리를 포함하되, 여기서 상기 메모리에는 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능한 명령이 저장되고 상기 명령은 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행되어, 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 상기 임의의 한 마그네트론 온도 조절 방법을 수행할 수 있도록 한다.

제4 양태에서, 본원 발명의 실시예는 마그네트론을 구동시키기 위한 가변 주파수 전원을 제공하는데, 상기 가변 주파수 전원은 상기 마그네트론을 구동시키기 위한 주파수 변환 회로; 상기 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압과 대응관계를 가지는 상기 주파수 변환 회로의 제1 출력전압을 샘플링하기 위한 것으로, 상기 주파수 변환 회로와 상기 마그네트론 사이의 제1 노드에 연결되는 제1 입력단, 상기 주파수 변환 회로와 상기 마그네트론 사이의 제2 노드에 연결된 제2 입력단 및 제1 출력단을 포함하는 제1 전압 샘플링 회로; 상기 제1 전압 샘플링 회로의 제1 출력단과 상기 주파수 변환 회로와 각각 연결되고, 상기 제1 출력전압과 상기 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압의 대응관계에 근거하여 상기 마그네트론 양단의 양극 전압을 산출하는 상술한 컨트롤러를 포함한다.

선택적으로, 상기 가변 주파수 전원은 입력단이 상기 제1 전압 샘플링 회로의 제1 출력단과 연결되고 출력단이 상기 컨트롤러와 연결되는 증폭 회로를 더 포함한다.

제5 양태에서, 본원 발명의 실시예는 마그네트론 온도 조절 시스템을 제공하는데, 상기 시스템은, 마그네트론; 상기 마그네트론과 연결되어 상기 마그네트론을 구동시키는 가변 주파수 전원; 상기 가변 주파수 전원과 마그네트론 사이에 커플링되어, 상기 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압과 대응관계를 가지는 상기 가변 주파수 전원의 제2 출력전압을 샘플링는 제2 전압 샘플링 회로; 상기 제2 전압 샘플링 회로의 출력단과 상기 가변 주파수 전원과 각각 연결되고, 상기 제2 출력전압과 상기 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압의 대응관계에 근거하여 상기 마그네트론 양단의 양극 전압을 산출하는 상술한 컨트롤러를 포함한다.

제6 양태에서, 본원 발명의 실시예는 상술한 컨트롤러를 포함하는 마이크로파 기기를 제공한다.

제7 양태에서, 본원 발명의 실시예는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 제공하는데, 상기 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체에는 컴퓨터 실행가능 명령이 저장되고, 상기 컴퓨터 실행가능 명령은 마이크로파 기기로 하여금 상술한 임의의 한 항의 마그네트론 온도 조절 방법을 수행하도록 한다.

본원 발명의 각 실시예에서, 우선 마그네트론을 경과하는 양극 전류 또는 가변 주파수 전원의 입력 파워 또는 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압을 결정하되, 가변 주파수 전원의 입력 파워 또는 출력 파워는 마그네트론 동작을 구동시키고, 다음 양극 전류 또는 입력 파워 또는 양극 전압에 근거하여 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절한다. 따라서 이는 제때에 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하여 마그네트론의 양극 온도를 조절하도록 함으로써 마그네트론이 과열로 파손되는 것을 방지할 수 있다.

하나 또는 다수의 실시예는 그와 대응되는 도면에서의 이미지를 통해 예시적으로 설명되나, 이러한 예시적인 설명은 실시예를 한정하기 위한 것이 아니고, 도면에서 동일한 참조숫자부호를 가지는 소자는 유사한 소자를 나타내며, 특별히 설명되지 않은 한 도면에서의 이미지는 비례에 대해 한정하지 않는다.
도 1은 본원 발명의 실시예에서 제공하는 마이크로파 기기의 구조도;
도 1a는 본원 발명의 실시예에서 제공하는 마그네트론의 등가 회로 모델 구조도;
도 1b는 본원 발명의 실시예에서 제공하는 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압과 마그네트론을 경과하는 양극 전류가 시간 변화에 따라 변화하는 관계도;
도 2는 본원 발명의 실시예에서 제공하는 다른 한 마이크로파 기기의 구조도;
도 3은 본원 발명의 실시예에서 제공하는 1KW, 2450M의 마그네트론의 양극 온도와 양극 전압 사이의 관계도;
도 4는 본원 발명의 실시예에서 제공하는 가변 주파수 전원의 파워 효율, 입력 파워 및 입력 전압 사이의 관계도;
도 5는 본원 발명의 실시예에서 제공하는 제1 전압 샘플링 회로의 구조도;
도 5a는 본원 발명의 다른 실시예에서 제공하는 제1 전압 샘플링 회로의 구조도;
도 6은 본원 발명의 다른 실시예에서 제공하는 마이크로파 기기의 구조도;
도 7은 본원 발명의 또 다른 실시예에서 제공하는 마이크로파 기기의 구조도;
도 8은 본원 발명의 실시예에서 제공하는 제2 전압 샘플링 회로의 구조도;
도 8a는 본원 발명의 실시예에서 제공하는 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압과 제2 전압 샘플링 회로가 샘플링한 제2 출력전압이 시간 변화에 따라 변화하는 관계도;
도 9는 본원 발명의 실시예에서 제공하는 컨트롤러의 구조도;
도 10은 본원 발명의 실시예에서 제공하는 마그네트론 온도 조절 장치의 구조도;
도 10a는 도 10에서의 조절모듈의 구조도;
도 11은 도 10a에서의 결정유닛의 구조도;
도 12는 도 10a에서의 조절유닛의 구조도;
도 13은 도 10a에서의 조절유닛의 다른 한 구조도;
도 14는 도 12에서의 제1 조절 서브 유닛의 구조도;
도 15는 본원 발명의 실시예에서 제공하는 마그네트론 온도 조절 방법의 흐름도;
도 15a는 도 15에서의 단계52의 흐름도;
도 16은 도 15a에서의 단계521의 흐름도;
도 17은 도 15a에서의 단계523의 흐름도;
도 18은 도 15a에서의 단계523의 다른 한 흐름도;
도 19는 도 17에서의 단계5233의 흐름도;
도 20은 도 19에서의 단계52332의 흐름도이다

본원 발명의 목적, 기술적 해결수단 및 장점을 더 뚜렷하고 명백히 하기 위하여, 이하 도면 및 실시예와 결부하여 본원 발명에 대해 진일보로 상세히 설명한다. 이해해야 할 것은, 여기서 설명한 구체적인 실시예는 단지 본원 발명을 해석하기 위한 것 일 뿐, 본원 발명을 한정하기 위한 것이 아니다.

본원 발명의 실시예에서 제공하는 마이크로파 기기는 공업용 마이크로파 기기, 의료용 마이크로파 기기, 민간용 마이크로파 기기, 군사용 마이크로파 기기 등을 포함한다. 공업분야에서 공업용 마이크로파 기기는 재료에 대해 신속하게 가열, 건조 및 재료 변성을 진행하는데 사용될 수 있다. 의료분야에서 의료용 마이크로파 기기는 약품에 대한 살균 및 병변부위 녹임 등에 사용될 수 있다. 민간용분야에서 민간용 마이크로파 기기는 음식 가열 등에 사용될 수 있다. 군사 분야에서 마이크로파 기기는 타겟 탐지 및 네이비 등에 사용될 수 있다.

본원 발명의 실시예에서 제공하는 마이크로파 기기는 주파수 변환 마이크로파 기기 일 수도 있고 기타 유형의 마이크로파 기기 일 수도 있다.

도 1을 참조하면, 도 1은 본원 발명의 실시예에서 제공하는 마이크로파 기기의 구조도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로파 기기(10)는 가변 주파수 전원(11), 마그네트론(12), 동작 캐비티(13) 및 냉각유닛(14)을 포함하고, 가변 주파수 전원(11)은 마그네트론(12)과 연결된다.

다시 도 1을 참조하면, 가변 주파수 전원(11)은 정류 필터유닛(111), 파워 변환유닛(112), 고압 변압기(113), 고압 정류 필터유닛(114) 및 내부 컨트롤러(116)를 포함한다. 정류 필터유닛(111)의 입력단은 외부전원과 액세스하고, 정류 필터유닛(111)의 출력단은 파워 변환유닛(112)의 입력단과 연결되며, 파워 변환유닛(112)의 출력단은 고압 변압기(113)의 1차 권선과 연결되고, 고압 변압기(113)의 2차 권선은 고압 정류 필터유닛(114)의 입력단과 연결되며, 고압 정류 필터유닛(114)의 출력단은 마그네트론(12)과 연결되고, 컨트롤러(116)는 파워 변환유닛(112)과 연결된다.

가변 주파수 전원(11)은 마그네트론(12)이 동작하도록 구동시켜 마그네트론(12)에 필요한 전압과 전류를 제공한다. 여기서 정류 필터유닛(111)은 외부전원과 액세스하여 외부전원에 대해 정류와 필터링 처리를 진행하고 직류전압을 출력한다. 여기서 상기 외부전원은 도시전기 전압일 수도 있고, 공업용 전압일 수도 있다.내부 컨트롤러(116)는 입력 전압, 전류 등 정보를 수집하여 실제로 운행되는 입력 파워를 산출하고, 필요한 펄스 폭 변조 신호(Pulse Width Modulation, PWM) 또는 펄스 주파수 변조 신호(Pulse Frequency Modulation, PFM) 또는 양자의 혼합파로 변환하여 파워 변환유닛(112)으로 하여금 규정된 파워로 동작하도록 구동시킨다.

고압 변압기(113)의 출력은 고압 정류 필터유닛(114)의 처리를 거친 후 고압 정류 필터유닛(114)가 평활 직류고압을 마그네트론(12)의 양극에 제공하고, 이와 동시에, 한 종류의 필라멘트 전압을 마그네트론(12)의 필라멘트에 제공한다.

마그네트론(12)은 가변 주파수 전원(11)이 제공하는 전기에너지를 상응한 마이크로파로 전환하여 동작 캐비티(13) 내에 안착된 부하(131)를 가열하는데, 예를 들면, 마이크로파 기기가 전자레인지 일 경우, 동작 캐비티(13)는 가열하고자 하는 음식을 안착시킨다..

도 1a를 참조하면, 도 1a는 본원 발명의 실시예에서 제공하는 마그네트론의 등가 회로 모델 구조도이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 마그네트론(12)은 진공 전자관으로서 이의 등가 회로모델은 제너 다이오드(ZD)와 등가 저항(R)이 병렬된 회로 모델과 같으며, 여기서 제너 다이오드(ZD)의 안정 전압은 마그네트론(12)의 양극 임계값 전압이고, 등가 저항(R)은 마그네트론(12)의 등가 내부 저항이다.

도 1b를 참조하면, 도 1b는 본원 발명의 실시예에서 제공하는 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압과 마그네트론을 경과하는 양극 전류가 시간 변화에 따라 변화하는 관계도이다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 좌표축의 종좌표는 양극 전압으로서 Ebm이라고 하고, 횡좌표는 시간으로서 t라고 한다. 진일보로, 양극 임계값 전압을 VT라고 한다. 좌표축1b2의 종좌표는 양극 전류로서 양극 전류를 It라고 하며 횡좌표는 시간 t이다.

도 1b로부터 알 수 있다시피, 마그네트론(12)이 파워 주파수 전원에 액세스할 경우 좌표축의 영점에 있게 되고, 파워 주파수 전원이 제로 크로싱 포인트를 초과할 경우 가변 주파수 전원(11)의 양극 출력전압의 절대치는 비교적 작은 바, 이는 마그네트론(12)을 구동시킬 수 없어 마그네트론(12)이 정지상태에 놓이게 된다. 파워 주파수 전원이 제로 크로싱 포인트를 초과한 후 네트워크측 전원은 점차 상승하고, 가변 주파수 전원(11)의 양극 출력전압의 절대치도 점차 증가하며, 점점 a점과 대응되는 양극 전압까지 증가한다. 즉, 마그네트론(12)의 양극 임계값 전압(VT)에 도달하는데, 이때 양극 전류(It)는 마그네트론(12)을 경과하기 시작한다. 파워 주파수 전원의 끊임없는 상승과 더불어 양극 전류(It)의 절대치도 점차 증가함과 동시에 양극 전압의 절대치도 점차 증가한다. 통전시간이 5초를 넘은 후, 파워 주파수 전원은 저하되기 시작하고, 더불어 양극 전압(ebm)도 b점과 대응되는 양극 전압까지 저하하게 되며, b점 뒤에 양극 전압(ebm)은 마그네트론(12)을 구동시키기에 부족하므로 양극 전류(It)는 0까지 저하된다.

진일보로, 시간이 a 또는 b일 경우 양극 전압은 양극 임계값 전압과 같고, 사용자는 a 또는 b점에서 양극 전압을 수집하여 빠른 속도로 양극 임계값 전압을 산출할 수 있다.

이 외에 양극 전압(ebm), 양극 임계값 전압(VT) 및 등가 저항(R) 사이의 함수관계는 다음과 같다.

Ebm=VT+R*It, 여기서 a<t<b.

냉각유닛(14)은 가변 주파수 전원(11)과 마그네트론(12)이 동작할 때 발생한 열량을 가져감으로써 가변 주파수 전원(11)과 마그네트론(12)으로 하여금 확실하고 안정적으로 동작하도록 할 수 있다.

일부 실시예에서, 정류 필터유닛(111), 파워 변환유닛(112), 고압 변압기(113) 및 고압 정류 필터유닛(114)은 주파수 변환 회로로 총괄 할 수 있다. 즉, 정류 필터유닛(111), 파워 변환유닛(112), 고압 변압기(113) 및 고압 정류 필터유닛(114)가 구비한 기능은 주파수 변환 회로의 형식으로 실현될 수 있다. 본원 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 마그네트론(12)을 구동시키는 가변 주파수 구동전원으로, 상기에서 설명한 각 전기적 유닛(예를 들면 정류 필터유닛(111), 파워 변환유닛(112), 고압 변압기(113) 및 고압 정류 필터유닛(114)) 외, 업무의 수요에 따라 자체적으로 주파수 변환 회로에 기타 전기적 유닛을 추가하여 진일보로 기타 응용의 수요를 실현할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

상술한 마이크로파 기기(10)에 기반하여 부하(131)를 가열하는 과정에서, 부하(131)가 불확실성을 가지므로 마그네트론(12)이 과열상태에서 동작하는 것을 쉽게 초래하게 된다. 예를 들면, 전자레인지를 사용하여 팝콘을 만들 경우, 초기 단계에서 옥수수의 수분이 대체적으로 괜찮기에 마그네트론이 출력한 마이크로파는 대부분 옥수수에 의해 흡수되며, 이때 마그네트론의 온도 상승은 상대적으로 낮다. 그러나 팝콘제조과정이 거의 끝날 때, 옥수수의 수분함량이 비교적 적어 대부분의 마이크로파는 옥수수에 의해 흡수될 수 없고 마그네트론 내로 반사되는데, 이는 마그네트론의 온도 급상승을 초래하게 된다. 시장 통계 수치에 따르면 가정용 전자레인지 파손 원인 중, 마그네트론 파손이 반을 차지하고, 마그네트론 파손의 주요한 원인은 과열이다.

또 예를 들면, 공업용 마이크로파 기기는 흔히 재료의 건조에 사용되는데, 초기 단계에서 재료는 수분을 충분히 함유하고 있어 마그네트론의 온도 상승은 제어 가능하다. 재료의 건조가 거의 끝날 무렵에는 재료에 함유된 수분이 비교적 적어, 대량의 마이크로파가 마그네트론 내로 반사되어 마그네트론이 격렬하게 발열하도록 함으로써 마그네트론의 과열 파손을 아주 쉽게 초래할 수 있다. 시장 통계 수치에 따르면 일반적인 2450M 공업용 마이크로파 기기의 마그네트론 파손 비율이 더 높은 바, 통상적으로 매 년 파손율은 15%에 달하며, 주요한 원인 또한 과열이다.

마이크로파 기기(10)의 냉각유닛(14)에 고장이 발생한 후 마그네트론(12)의 열량을 제때에 가져가지 못하면 쉽게 마그네트론(12) 온도의 급상승을 초래하여 마그네트론(12)의 파손을 일으키게 된다.

상기 마이크로파 기기의 여러 가지 결함에 기반하여 본원 발명의 실시예는 다른 마이크로파 기기를 제공한다. 도 1에 도시된 마이크로파 기기와 상이한 점은, 도 2에 도시된 바와 같이 이 마이크로파 기기(10)에서의 가변 주파수 전원은 제1 전류 샘플링 회로(117)를 더 포함하고, 제1 전압 샘플링 회로(117)는 제1 입력단(117a), 제2 입력단(117b) 및 제1 출력단(117c)을 포함하며, 제1 입력단(117a)은 주파수 변환 회로와 마그네트론(12) 사이의 제1 노드(116a)에 연결되고, 제2 입력단(117b)은 주파수 변환 회로와 마그네트론(12) 사이의 제2 노드(116b)에 연결된다. 제1 전압 샘플링 회로(117)는 주파수 변환 회로의 제1 출력전압(V0)을 샘플링하는데, 여기서 제1 출력전압(V0)은 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압(ebm)=f(V0)과 대응관계가 존재하고, 내부 컨트롤러(116)는 제1 출력전압과 마그네트론(12) 양단에 로딩된 양극 전압의 대응관계에 근거하여 마그네트론(12) 양단의 양극 전압을 산출한다. 진일보로 내부 컨트롤러(116)는 양극 전압에 근거하여 마그네트론의 양극 온도를 조절한다.

구체적으로 마이크로파 기기가 마그네트론의 양극 온도를 조절하는 구체적인 동작원리는 다음과 같다.

우선, 가변 주파수 전원(11)은 설정파워에 따라 운행한다. 상기 설정파워는 가변 주파수 전원(11) 내부에서 디폴트된 초기파워이다. 운행과정에서 내부 컨트롤러(116)는 제1 전류 샘플링 회로(117)가 피드백한 마그네트론의 양극 전류를 수신한다.

다음, 내부 컨트롤러(116)는 마그네트론(12)의 양극 전류에 근거하여 마그네트론(12)의 양극 온도를 산출할 수 있다.

구체적으로 도 3을 참조하면, 도 3은 본원 발명의 실시예에서 제공하는 1KW, 2450M의 마그네트론의 양극 온도와 양극 전압 사이의 관계도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 횡좌표는 마그네트론(12)의 양극 전압을 대표하고 종좌표는 마그네트론(12)의 양극 온도를 대표한다. 마그네트론(12)이 동작할 경우, 마그네트론(12)의 양극 온도는 점차 상승하고, 이에 대응되는 양극 임계값 전압도 이에 따라 상응하게 상승한다. 보다시피 마그네트론(12)의 양극 온도가 섭씨 350도에 도달할 경우, 마그네트론(12)의 양극 전압은 -3100볼트 좌우까지 상승한다. 이때 마그네트론(12)의 수명은 급 단축되고 마그네트론 양극에 장착된 자석도 수시로 폭발할 위험이 나타나게 된다.

총체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 마그네트론(12)의 양극 온도(ta)와 양극 임계값 전압(VT) 은 정적 상관관계를 가지고, 아래의 식(1)로 이러한 관계를 설명할 수 있다.

ta=f(VT) (1)

도 4를 참조하면, 도 4는 본원 발명의 실시예에서 제공하는 가변 주파수 전원의 파워 효율, 입력 파워 및 입력 전압 사이의 관계도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 횡좌표는 가변 주파수 전원의 입력 파워를 대표하고, 종좌표는 가변 주파수 전원의 파워 효율을 대표한다. 동일한 입력 전압, 가변 주파수 전원의 파워 효율과 입력 파워는 정적 상관관계를 이룬다. 동일한 입력 파워, 가변 주파수 전원의 파워 효율과 입력 전압은 정적 상관관계를 이룬다.

총체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 가변 주파수 전원의 파워 효율(EFF), 입력 파워(Pin) 및 입력 전압(Vin) 사이의 관계는 아래의 식(2)로 설명할 수 있다.

EFF=f(Vin, Pin) (2)

가변 주파수 전원은 설정된 파워동작패턴에서 동작하는데 이의 실제 운행 입력 파워(Pin)는 이미 알고 있는 것이고, 파워 효율(EFF)을 알게 된 후 아래의 식(3)을 통해 출력 파워(Po)를 산출할 수 있다.

Po=Pin*Eff (3)

출력 파워(Po)를 산출한 후, 수집한 마그네트론의 양극 전류(It)를 통해 아래의 식(4)와 결부하여 양극 전압(ebm)을 산출할 수 있다.

Ebm=Po/It (4)

상술한 바와 같이, 내부 컨트롤러(116)는 제1 전압 샘플링 회로(117)가 주파수 변환 회로의 제1 출력전압(V0)을 샘플링하는데 근거하여 마그네트론(12) 양단의 양극 전압(ebm)을 산출, 즉 양극 전압(ebm)은 이미 알고 있는 것이다. 실제 응용과정에서 마그네트론(12)의 양극 전압은 일반적으로 1000볼트보다 크고, 외부 전압 검출기기를 통해 마그네트론(12)의 양극 전압(ebm)을 직접 수집하는데, 수집원가가 비교적 높고 수집 난이도도 높다. 따라서 본 실시예는 주파수 변환 회로의 제1 출력전압을 수집함으로써 양극 전압(ebm)을 간접적으로 추산하는데, 이러한 방식은 간단하고 원가를 절약하게 된다.

내부 컨트롤러(116)가 가변 주파수 전원(11)의 입력 파워(Pin)와 입력 전압(Vin)을 획득할 경우, 가변 주파수 전원(11)의 입력 파워(Pin), 입력 전압(Vin) 및 파워 효율(EFF)의 대응관계(도 4에 도시된 바와 같은 식(2)와 결부)에 근거하여 파워 효율(EFF)을 결정한다. 다음 내부 컨트롤러(116)는 식(3)에 근거하여 가변 주파수 전원(11)의 출력 파워(Po)를 결정한다. 이어서 내부 컨트롤러(116)는 아래 식을 따른다.

Ebm=VT+R*It

It= Po/ Ebm

Po=Pin*Eff

Ebm=f(V0)

여기서 R는 마그네트론의 등가 저항이고, R, Pin, Eff, V0 및 f(V0)는 이미 알고 있는 것이므로 상기 식과 결부하면 양극 임계값 전압(VT)을 산출할 수 있다.

마지막으로, 내부 컨트롤러(116)는 식(1)과 결부하여 마그네트론(12)의 양극 임계값 전압에 근거하여 마그네트론(12)의 양극 온도를 산출한다.

내부 컨트롤러(116)는 마그네트론(12)의 양극 온도에 근거하여 가변 주파수 전원(11)의 출력 파워(Po)를 산출하는데, 여기서 상기 출력 파워(Po)는 마그네트론(12)을 구동시켜 마그네트론(12)의 양극 온도를 변화시킨다.

구체적으로, 내부 컨트롤러(116)는 마그네트론(12)의 양극 온도가 기설정 온도 임계값보다 큰지 여부를 판정하는데, 만약 기설정 온도 임계값보다 크면 가변 주파수 전원(11)의 출력 파워(Po)를 저하시켜 마그네트론(12)의 양극 온도를 저하시킨다. 만약 기설정 온도 임계값보다 작으면 가변 주파수 전원(11)의 동작을 유지, 즉 가변 주파수 전원(11)의 기존의 출력 파워(Po)를 유지시키고 마그네트론(12)의 양극 온도가 기설정 온도 임계값보다 작은 전제하에 가변 주파수 전원(11)의 출력 파워(Po)를 향상시킬 수 있다.

일부 실시예에서, 마그네트론(12)의 양극 온도가 기설정 온도 임계값보다 클 경우, 내부 컨트롤러(116)는 가변 주파수 전원(11)의 출력 파워(Po)를 저하시키는 과정에서 내부 컨트롤러(116)가 가변 주파수 전원(11)의 출력 파워(Po)가 기설정된 최소 파워보다 큰지 여부를 판정하는데, 만약 기설정된 최소 파워보다 크면 가변 주파수 전원(11)의 동작을 유지시키고 계속하여 마그네트론(12)의 양극 온도를 검출한다. 만약 기설정된 최소 파워보다 작으면 이는 가변 주파수 전원(11)이 이미 마그네트론(12)의 양극 온도에 대한 제어능력을 잃었음을 설명하므로 이때 가변 주파수 전원(11)으로 하여금 기설정된 최소 파워에 따라 작동하도록 하더라도 마그네트론(12)의 양극 온도는 여전히 과열현상이 나타나게 되므로 내부 컨트롤러(116)는 마땅히 상기 가변 주파수 전원(11)의 동작을 정지시켜 마그네트론(12)이 과열상태에서 작동하는 것을 방지해야 한다. 또한 마이크로파 기기(10)의 냉각유닛(14)에 오류, 예를 들어 냉각 펌프, 팬 등에 오류가 발생하게 되면 이는 가변 주파수 전원(11)으로 하여금 설정된 최소 파워에 따라 작동하도록 하고 마그네트론(12)도 쉽게 과열이 발생하게 되므로 이때 가변 주파수 전원을 오프시키는 것은 매우 필요한 것이다.

총체적으로, 상기 각 실시예는 "마그네트론의 양극 전압에 근거하여 마그네트론의 양극 온도를 산출하고, 또 진일보로 마그네트론의 양극 온도에 근거하여 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절"하는 내용을 설명하였는데 일부 실시예에서 내부 컨트롤러(116)는 또 마그네트론(12)의 양극 전압에 근거하여 가변 주파수 전원(11)의 출력 파워를 검색함으로써 가변 주파수 전원(11)의 출력 파워를 진일보로 조절할 수도 있다. 따라서 우선 내부 컨트롤러(116)는 기설정된 관련표를 획득한다. 상기 기설정된 관련표는 사용자가 실천경험에 의해 미리 셋업하여 얻은 것으로 여기서 상기 관련표에는 마그네트론(12)의 양극 임계값 전압과 가변 주파수 전원(11)의 출력 파워 사이의 매핑 관계가 미리 저장되어 있다. 다음 마그네트론(12)의 양극 온도를 조절할 경우, 내부 컨트롤러(116)는 산출된 마그네트론의 양극 임계값 전압에 근거하여 기설정된 관련표를 순회하고 기설정된 관련표에서 마그네트론(12)의 양극 임계값 전압과 대응되는 가변 주파수 전원(11)의 출력 파워를 검색한다. 마지막으로 내부 컨트롤러(116)는 가변 주파수 전원(11)의 현재 출력 파워를 검색한 출력 파워까지 조절함으로써 마그네트론(12)의 양극 온도의 조절을 완성한다.

상술한 내용을 종합하면 본원 발명의 실시예는 마그네트론(12)을 정확히 반영할 수 있는 양극 전압을 직접 수집하여 마그네트론(12)의 양극 임계값 전압을 간접적으로 얻음으로써 양극 온도를 정확히 결정하는 바, 이는 적어도 다음과 같은 장점을 가진다: 마그네트론(12)의 케이스에 설치된 온도센서를 통해 검출된 온도 파라미터와 비교하여 마그네트론의 온도를 직접 검출하는 방식인데, 마그네트론(12)의 케이스가 철 케이스로서 이의 열전도성이 좋지 않으므로 상이한 냉각 조건에서 케이스의 온도는 마그네트론(12)의 진실한 양극 온도를 진정으로 반영할 수 없게 된다. 이 외에 온도 프로브를 설치하는 비용이 상대적으로 높고 또 상응하는 회로로 온도정보를 처리해야 하므로 이러한 방식은 비용에서의 우세가 존재하지 않는다. 그러나 본원 발명의 실시예에서는 마그네트론(12)을 정확히 반영할 수 있는 양극 전압을 직접 얻을 수 있어 마그네트론(12)의 양극 임계값 전압을 간접적으로 획득함으로써 양극 온도를 정확히 결정하여 정확하고 확실하게 가변 주파수 전원(11)의 출력 파워를 조절하는 것을 통해 마그네트론(12)의 양극 온도를 조절함으로써 마그네트론(12)이 과열로 인하여 파손되는 것을 방지하도록 담보할 수 있다.

일부 실시예에서, 마그네트론 양단에 로딩된 양극 임계값 전압을 결정하는 상기 방식 외에 마그네트론의 양극 임계값 전압과 가변 주파수 전원의 입력 파워 사이의 대응관계를 통해 양극 임계값 전압을 결정할 수도 있다. 예를 들면, 가변 주파수 전원의 입력 파워가 기설정 파워범위에 놓일 경우, 가변 주파수 전원의 입력 파워와 대응되는 양극 전압을 양극 임계값 전압으로 결정한다. 상기 기설정 파워범위는 제품의 디자인에 의해 결정되고 상기 기설정 파워범위는 싱글 포인트의 입력 파워값, 예를 들면 특정 시각의 순간 파워값 일 수도 있다.

가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절할 경우, 상술한 실시형태 외에 다음과 같은 실시형태를 사용하여 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절할 수도 있는데, 예를 들면 마그네트론을 경과하는 양극 전류를 결정하는 것을 통해 상기 양극 전류에 따라 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절할 수 있다. 구체적으로, 도 1b에서 알 수 있다시피, 양극 전류가 Ia 또는 Ib이거나, Ia 또는 Ib 부근 영역에 위치할 경우, Ia 또는 Ib와 대응되는 양극 전압은 양극 임계값 전압(VT)이거나, Ia 또는 Ib부근 영역에 위치한 양극 전류와 대응되는 양극 전압은 양극 임계값 전압(VT)과 같은 것으로 추정할 수 있다. 마그네트론마다 양극 임계값 전압(VT)이 양극 전류Ia 또는 Ib와 매핑 관계를 가지므로 사용자는 양극 임계값 전압(VT)과 양극 전류Ia 또는 Ib에 대해 매핑 테이블을 셋업하여 샘플링한 양극 전류 Ia 또는 Ib에 근거하여 매핑 테이블을 검색함으로써 양극 임계값 전압(VT)을 결정한다.

또 예를 들면, 이는 가변 주파수 전원의 입력 파워를 결정하는 것을 통해 가변 주파수 전원의 입력 파워에 근거하여 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절할 수도 있다. 구체적으로 도 1b와 도 4로부터 알 수 있다시피, 가변 주파수 전원의 입력 파워와 양극 전류 Ia 또는 Ib는 함수관계를 가지고, 마그네트론마다 양극 임계값 전압(VT)은 양극 전류Ia 또는 Ib와 매핑 관계를 가지므로, 사용자는 양극 임계값 전압(VT)과 입력 파워에 대해 매핑 테이블을 셋업하고 입력 파워에 근거하여 매핑 테이블을 검색함으로써 양극 임계값 전압(VT)을 결정할 수 있다.

또 예를 들면, 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압을 결정하는 것을 통해 상기 양극 전압에 근거하여 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절할 수 있다. 구체적으로 사용자는 양극 임계값 전압(VT)과 양극 전압에 대해 매핑 테이블을 셋업하고, 양극 전압에 근거하여 매핑 테이블을 검색함으로써 양극 임계값 전압(VT)을 결정할 수 있다.

한마디로, 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하는 방식은 여러가지인 바, 마땅히 이해해야 할 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본원 발명의 실시예에서 훈시하는 내용에 근거하여 대체 또는 변형되는 기타 방식으로 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하는 것도 또한 본원 발명의 보호범위 내에 놓여야 하며, 여기서 더이상 설명하지 않는 것으로 한다.

도 5를 참조하면, 고압 정류 필터유닛(114)은 제1 다이오드(D1), 제2 다이오드(D2), 제1 커패시턴스(C1) 및 제2 커패시턴스(C2)를 포함한다. 제1 전압 샘플링 회로(117)는 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2)을 포함하고, 제1 저항(R1)의 일단은 제1 노드(116a)에 연결되며, 제1 저항(R1)의 타단은 제2 저항(R2)의 일단과 함께 제2 노드(116b)에 연결되고, 제2 저항(R2)의 타단은 접지하는데, 여기서 제2 노드(116b)로부터 출력하여 제1 출력전압(V0)을 수집한다. 보다시피 V0=Ebm*R2/(R1+R2)이다. 따라서 V0을 획득하는 것을 통해 Ebm을 산출할 수 있다.

일부 실시예에서, 샘플링한 전압의 진폭과 부하를 가지는 능력을 향상시키고자, 도 5a에 도시된 바와 같이, 도 5에 도시된 실시예와의 차이점은 가변 주파수 전원(11)이 증폭 회로(118)를 더 포함하는 것인데, 증폭 회로(118)의 입력단과 제1 전압 샘플링 회로(117)의 제1 출력단이 연결되고 증폭 회로(118)의 출력단은 내부 컨트롤러(116)와 연결된다. 증폭회로(118)는 연산 증폭기 일 수 있는데, 이는 제1 출력전압의 전압 진폭과 부하를 가지는 능력을 향상시킬 수 있다.

상기 각 실시예와의 차이점은, 도 6에 도시된 바와 같이, 마이크로파 기기(10)는 가변 주파수 전원(11)과 연결된 외부 컨트롤러(15)를 더 포함한다는 것이다. 외부 컨트롤러(15)는 가변 주파수 전원(11)에 타겟 파워 정보를 발송하여 가변 주파수 전원(11)의 파워 변환유닛(112)으로 하여금 필요한 펄스 폭 변조 신호(Pulse Width Modulation, PWM) 또는 펄스 주파수 변조 신호(Pulse Frequency Modulation, PFM) 또는 양자의 혼합파로 변환하고 규정된 파워로 동작하도록 한다. 또한 외부 컨트롤러(15)는 가변 주파수 전원(11)이 피드백한 여러 가지 제어 정보를 수신하여 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절함으로써 시스템 파워를 원활하게 조절하고 가변 주파수 전원(11)의 운행상황을 모니터링하는 목적에 도달한다.

상기 각 실시예에서 이해할 수 있는 것은, 상기 각 실시예에서 설명하는 마그네트론 온도를 조절하는 각 제어 논리는 소프트웨어 모듈의 형식으로 존재할 수 있고, 상기 소프트웨어 모듈은 명령의 형식으로 가변 주파수 전원(11)의 내부 컨트롤러(116) 내에 존재할 수 있을 뿐만 아니라 외부 컨트롤러(15) 내에 존재할 수도 있다.

그리하여 상기 각 실시예와 구별하기 위하여 본원 발명의 실시예의 다른 한 양태로, 본원 발명의 실시예는 마그네트론 온도 조절 시스템을 더 제공한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 마그네트론 온도 조절 시스템(20)은 마그네트론(21), 가변 주파수 전원(22), 제2 전압 샘플링 회로(23), 외부 컨트롤러(24), 동작 캐비티(25) 및 냉각유닛(26)을 포함한다. 가변 주파수 전원(22)은 마그네트론(21)과 연결되어 마그네트론(21)을 구동시키고, 제2 전압 샘플링 회로(23)는 가변 주파수 전원(22)과 마그네트론(21) 사이에 커플링되어 가변 주파수 전원(22)의 제2 출력전압을 샘플링한다. 외부 컨트롤러(24)는 제2 전압 샘플링 회로(23)와 가변 주파수 전원(22)과 각각 연결된다.

본 실시예에서는 내용이 서로 충돌되지 않도록 하는 전제하에 마그네트론(21), 가변 주파수 전원(22), 제2 전압 샘플링 회로(23) 및 외부 컨트롤러(24)는 상기 각 실시예에서의 설명을 인용할 수 있는데 여기서 더이상 설명하지 않는다.

상술한 바와 같이 도 7에 도시된 것처럼, 여기서 외부 컨트롤러(24)에는 마그네트론 온도를 조절하기 위한 각 제어 논리의 약간의 명령이 저장되어 있고 가변 주파수 전원(22)의 내부 컨트롤러는 가변 주파수 전원(22)이 정상적으로 작동하는 제어 핵심이다.

같은 도리로, 상기 각 실시예가 내부 컨트롤러(116)에 대한 소개는 모두 외부 컨트롤러(24)에 적용되는데 여기서 더이상 설명하지 않는다.

도 5 또는 도 5a 또는 도 6에 도시된 실시예와의 차이점은, 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 전압 샘플링 회로(23)는 제1 권선(W1), 제3 커패시턴스(C3), 제4 커패시턴스(C4), 제3 다이오드(D3), 제4 다이오드(D4) 및 제3 저항(R3)을 포함하는데, 여기서 제1 권선(W1)은 가변 주파수 전원(22)의 고압 정류 필터유닛의 2차 권선(W2, W3)과 비례관계를 가지므로, 제3 저항(R3)의 양단 전압(V0)(즉 제2 출력전압)을 획득하는 것을 통해, 비례관계에 근거하여 양극 전압(ebm)을 산출할 수 있다.

도 8a에 도시된 바와 같이, 제2 출력전압(V0)의 전압 파형과 양극 전압(ebm)의 전압 파형은 모두 사인파형이다. 도 8a로부터 알 수 있다시피, V0을 획득하는 것을 통해 Ebm를 산출할 수 있다. 그리하여 상기 각 실시예에서 제공하는 식에 근거하여 양극 임계값 전압을 산출할 수 있고, 진일보로 양극 임계값 전압에 근거하여 마그네트론의 온도를 조절할 수 있다.

본 실시예에서 상기 마그네트론 온도 조절 시스템(20)은 임의의 유형의 마이크로파 기기에 응용될 수 있다.

상기 각 실시예에서 내부 컨트롤러 또는 외부 컨트롤러는 컨트롤러로서, 이는 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 응용 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 마이크로컨트롤러, ARM(Acorn RISC Machine) 또는 기타 프로그래밍 가능한 논리소자, 이산 게이트 또는 트랜지스터 논리, 이산된 하드웨어 어셈블리 또는 이러한 부품의 임의의 조합 일 수 있다. 그리고 컨트롤러는 또 임의의 전통적인 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러 또는 상태 기계 일 수도 있다. 컨트롤러는 또 계산기기의 조합, 예를 들면, DSP와 마이크로 프로세서의 조합, 다수의 마이크로 프로세서, 하나 또는 다수의 마이크로 프로세서가 DSP핵과의 결합 또는 임의의 기타 이러한 배치로 실현될 수도 있다.

본원 발명의 실시예의 또 다른 양태로, 본원 발명의 실시예는 컨트롤러를 제공한다. 도 9를 참조하면, 도 9는 본원 발명의 실시예에서 제공하는 컨트롤러의 구조도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(30)(내부 컨트롤러 또는 외부 컨트롤러)는 적어도 하나의 프로세서(31) 및 상기 적어도 하나의 프로세서(31)와 통신 연결된 메모리(32)를 포함하는데, 여기서 도 9에서는 하나의 프로세서(31)를 예로 들었다. 프로세서(31)와 메모리(32)는 버스 또는 기타 방식을 통해 연결될 수 있는데 도 9에서는 버스를 통해 연결된 것을 예로 들었다.

여기서 메모리(32)에는 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능한 명령이 저장되고, 상기 명령은 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행되어 상기 적어도 하나의 프로세서(31)로 하여금 상기 마그네트론 온도 조절의 제어논리를 실행하도록 할 수 있다.

따라서, 컨트롤러(30)는 제때에 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하여 마그네트론의 양극 온도를 조절함으로써 마그네트론이 과열로 파손되는 것을 방지하도록 담보할 수 있다.

본원 발명의 실시예의 다른 한 양태로, 본원 발명의 실시예는 마그네트론 온도 조절 장치를 제공한다. 상기 마그네트론 온도 조절 장치는 소프트웨어 시스템인 바, 이는 도 2와 도 6에서 설명한 가변 주파수 전원(11)의 내부 컨트롤러(116) 내에 저장될 수도 있고, 도 7에서 설명한 외부 컨트롤러 내에 저장될 수도 있다. 상기 마그네트론 온도 조절 장치는 약간의 명령을 포함하는데 상기 약간의 명령은 메모리 내에 저장되고 프로세서는 상기 메모리를 액세스 할 수 있으며 명령을 호출하여 실행함으로써 상기 마그네트론 온도 조절의 제어논리를 완성할 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 마그네트론 온도 조절 장치(40)는 결정모듈(41)과 조절모듈(42)을 포함한다.

결정모듈(41)은 마그네트론을 경과하는 양극 전류 또는 가변 주파수 전원의 입력 파워 또는 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압을 결정하되, 가변 주파수 전원의 입력 파워 또는 출력 파워는 마그네트론 동작을 구동시킨다.

조절모듈(42)은 양극 전류 또는 입력 파워 또는 양극 전압에 근거하여 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절한다.

따라서 이는 제때에 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하여 마그네트론의 양극 온도를 조절함으로써 마그네트론이 과열로 파손되는 것을 방지할 수 있다.

일부 실시예에서, 도 10a에 도시된 바와 같이 상기 조절모듈(42)은 결정유닛(421), 계산유닛(422) 및 조절유닛(423)을 포함한다.

결정유닛(421)은 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압, 마그네트론의 등가 저항 및 가변 주파수 전원의 출력 파워를 결정하고, 계산유닛(422)은 마그네트론의 양극 전압, 마그네트론 등가 저항 및 가변 주파수 전원의 출력 파워에 근거하여 마그네트론의 양극 임계값 전압을 산출하며, 조절유닛(423)은 마그네트론의 양극 임계값 전압에 근거하여 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절한다.

상기 마그네트론 온도 조절 장치(40)는 제때에 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하여 마그네트론의 양극 온도를 조절함으로써 마그네트론이 과열로 파손되는 것을 방지할 수 있다.

일부 실시예에서, 도 11에 도시된 바와 같이 결정유닛(421)은 제1 획득 서브 유닛(4211)과 제1 계산 서브 유닛(4212)을 포함한다.

제1 획득 서브 유닛(4211)은 가변 주파수 전원의 입력 파워와 입력 전압을 획득하고, 제1 계산 서브 유닛(4212)은 가변 주파수 전원의 입력 파워, 입력 전압 및 파워 효율의 대응관계에 근거하여 가변 주파수 전원의 출력 파워를 산출한다.

일부 실시예에서, 도 12에 도시된 바와 같이 조절유닛(423)은 제2 계산 서브 유닛(4231)과 제1 조절 서브 유닛(4232)을 포함한다.

제2 계산 서브 유닛(4231)은 마그네트론의 양극 임계값 전압에 근거하여 마그네트론의 양극 온도를 산출하고, 제1 조절 서브 유닛(4232)은 마그네트론의 양극 온도에 근거하여 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절한다.

도 12에 도시된 실시예의 차이점은, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 조절유닛(423)이 제2 획득 서브 유닛(4233), 검색 서브 유닛(4234) 및 제2 조절 서브 유닛(4235)을 포함하는 것이다.

제2 획득 서브 유닛(4233)은 마그네트론의 양극 임계값 전압과 가변 주파수 전원의 출력 파워 사이의 매핑 관계가 미리 저장된 기설정된 관련표를 획득하고, 검색 서브 유닛(4234)은 기설정된 관련표에서 마그네트론의 양극 임계값 전압과 대응되는 가변 주파수 전원의 출력 파워를 검색하며, 제2 조절 서브 유닛(4235)은 가변 주파수 전원의 출력 파워를 검색된 출력 파워까지 조절한다.

일부 실시예에서, 도 14에 도시된 바와 같이, 제1 조절 서브 유닛(4232)은 판정 서브 유닛(42321), 저하 서브 유닛(42322) 및 유지 서브 유닛(42323)을 포함한다.

판정 서브 유닛(42321)은 마그네트론의 양극 온도가 기설정 온도 임계값보다 큰지 여부를 판정하고, 저하 서브 유닛(42322)은 만약 기설정 온도 임계값보다 크면 가변 주파수 전원의 출력 파워를 저하시키며, 유지 서브 유닛(42323)은 만약 기설정 온도 임계값보다 작으면 가변 주파수 전원의 동작을 유지한다.

일부 실시예에서, 저하 서브 유닛(42322)은 구체적으로, 가변 주파수 전원의 출력 파워를 결정하고, 가변 주파수 전원의 출력 파워가 기설정된 최소 파워보다 큰지 여부를 판정하며, 만약 기설정된 최소 파워보다 크면 가변 주파수 전원의 동작을 유지하고, 만약 기설정된 최소 파워보다 작으면 가변 주파수 전원의 동작을 정지하는데 사용된다.

장치 실시예와 상기 각 실시예는 동일한 구상에 기반하므로 내용이 서로 충돌되지 않는 전제하에 장치 실시예의 내용은 상기 각 실시예의 내용을 인용할 수 있으며 여기서 더이상 설명하지 않는다.

본원 발명의 실시예의 또 다른 양태로, 본원 발명의 실시예는 마그네트론 온도 조절 방법을 제공한다. 본원 발명의 실시예에 따른 마그네트론 온도 조절 방법의 기능은 상기 도 10 내지 도 14에서 설명한 마그네트론 온도 조절 장치의 소프트웨어 시스템에 의해 수행되는 것 외에 하드웨어 플랫폼에 의해 수행될 수도 있다. 예를 들면, 마그네트론 온도 조절 방법은 적합한 유형의 운산 능력을 가지는 프로세서의 전자기기에서 수행 될 수 있는데, 예를 들면 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서(Digital Signal Processing, DSP), 프로그래머블 로직 컨트롤러(Programmable Logic Controller, PLC) 등이다.

아래 각 실시예의 마그네트론 온도 조절 방법과 대응되는 기능은 명령의 형식으로 전자기기의 메모리에 저장되는데, 아래 각 실시예의 마그네트론 온도 조절 방법과 대응되는 기능을 수행하고자 할 경우 전자기기의 프로세서는 메모리를 액세스하고 대응되는 명령을 호출하여 실행하여 아래 각 실시예의 마그네트론 온도 조절 방법과 대응되는 기능을 실현한다.

메모리는 한가지 비휘발성 컴퓨터 판독 가능 저장 매체로서, 비휘발성 소프트웨어 프로그램, 비휘발성 컴퓨터 실행 가능 프로그램 및 모듈, 예를 들면 상기 실시예에서의 마그네트론 온도 조절 장치(40)와 대응되는 프로그램 명령/모듈(예를 들면 도 10 내지 도 14에서 설명한 각 모듈과 유닛), 또는 아래 실시예의 마그네트론 온도 조절 방법과 대응되는 단계를 저장하는데 사용될 수 있다. 프로세서는 메모리에 저장된 비휘발성 소프트웨어 프로그램, 명령 및 모듈을 운행시켜 마그네트론 온도 조절 장치(40)의 여러 가지 기능의 응용 및 데이터 처리, 즉 아래 실시예의 마그네트론 온도 조절 장치(40)의 각 모듈과 유닛의 기능 또는 아래 실시예의 마그네트론 온도 조절 방법과 대응되는 단계의 기능을 수행한다.

메모리는 고속 랜덤 액세스 메모리를 포함할 수 있고, 비휘발성메모리, 예를 들면, 적어도 하나의 디스크 메모리, 플래시 메모리 소자 또는 기타 비휘발성 솔리드 스테이트 메모리를 더 포함할 수도 있다. 일부 실시예에서 메모리는 프로세서에 대해 원격으로 설치된 메모리를 포함하는 것을 선택할 수 있는데, 이러한 원격 메모리는 네트워크를 통해 프로세서에 연결될 수 있다. 상기 네트워크의 구현 예는 인터넷, 인트라넷, 근거리 통신망, 이동 통신 네트워크 및 이의 조합을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.

상기 프로그램 명령/모듈이 상기 메모리에 저장되어 상기 하나 또는 다수의 프로세서에 의해 실행될 경우, 상기 임의의 방법 실시예에서의 마그네트론 온도 조절 방법을 수행할 수 있다, 예를 들면, 아래 실시예에서 설명한 도 15 내지 도 20에 도시된 각 단계를 수행할 수도 있고, 도면 10 내지 도 14에서 설명한 각 모듈과 유닛의 기능을 실현할 수도 있다.

도 15에 도시된 바와 같이 상기 마그네트론 온도 조절 방법(50)은 다음과 같은 단계를 포함한다.

단계51, 마그네트론을 경과하는 양극 전류 또는 가변 주파수 전원의 입력 파워 또는 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압을 결정하되, 가변 주파수 전원의 입력 파워 또는 출력 파워는 마그네트론 동작을 구동;

단계52, 양극 전류 또는 입력 파워 또는 양극 전압에 근거하여 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절.

단계51에서, 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압을 결정하는 과정에서 가변 주파수 전원의 입력 파워가 기설정 파워 범위에 놓일 경우, 가변 주파수 전원의 입력 파워와 대응되는 양극 전압을 양극 임계값 전압으로 결정할 수도 있다.

이 방법을 사용하는 것을 통해 제때에 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하여 마그네트론의 양극 온도를 조절함으로써 마그네트론이 과열로 파손되는 것을 방지할 수 있다.

일부 실시예에서, 도 15a에 도시된 바와 같이 단계52는 다음과 같은 단계를 포함한다.

단계521, 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압, 마그네트론의 등가 저항 및 가변 주파수 전원의 출력 파워를 결정;

단계522, 마그네트론의 양극 전압, 마그네트론 등가 저항 및 가변 주파수 전원의 출력 파워에 근거하여 마그네트론의 양극 임계값 전압을 산출;

단계523, 마그네트론의 양극 임계값 전압에 근거하여 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절.

일부 실시예에서, 도 16에 도시된 바와 같이 단계521은 다음과 같은 단계를 포함한다.

단계5211, 가변 주파수 전원의 입력 파워와 입력 전압을 획득;

단계5212, 가변 주파수 전원의 입력 파워, 입력 전압 및 파워 효율의 대응관계에 근거하여 가변 주파수 전원의 출력 파워를 산출.

일부 실시예에서, 도 17에 도시된 바와 같이, 단계523은 다음과 같은 단계를 포함한다.

단계5231, 마그네트론의 양극 임계값 전압에 근거하여 마그네트론의 양극 온도를 산출;

단계5233, 마그네트론의 양극 온도에 근거하여 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절;

도 17에 도시된 실시예의 차이점은 도 18에 도시된 바와 같이 단계523이 다음과 같은 단계를 포함한다는 것이다.

단계5232, 마그네트론의 양극 임계값 전압과 가변 주파수 전원의 출력 파워 사이의 매핑 관계에 미리 저장된 기설정된 관련표를 획득;

단계5234, 기설정된 관련표에서 마그네트론의 양극 임계값 전압과 대응되는 가변 주파수 전원의 출력 파워를 검색;

단계5236, 가변 주파수 전원의 출력 파워를 검색된 출력 파워까지 조절.

일부 실시예에서, 도 19에 도시된 바와 같이, 단계5233은 다음과 같은 단계를 포함한다.

단계52331, 마그네트론의 양극 온도가 기설정 온도 임계값보다 큰지 여부를 판정;

단계52332, 만약 기설정 온도 임계값보다 크면 가변 주파수 전원의 출력 파워를 저하;

단계52333, 만약 기설정 온도 임계값보다 작으면 가변 주파수 전원의 동작을 유지.

일부 실시예에서, 도 20에 도시된 바와 같이, 단계52332는 다음과 같은 단계를 포함한다.

단계523321, 가변 주파수 전원의 출력 파워를 결정;

단계523322, 가변 주파수 전원의 출력 파워가 기설정된 최소 파워보다 큰지 여부를 판정;

단계523323, 만약 기설정된 최소 파워보다 크면 가변 주파수 전원의 동작을 유지;

단계523324, 만약 기설정된 최소 파워보다 작으면 가변 주파수 전원의 동작을 정지.

장치 실시예와 상기 각 실시예는 동일한 구상에 기반하므로 내용이 서로 충돌되지 않는 전제하에 방법 실시예의 내용은 장치 실시예의 내용을 인용할 수 있으며 여기서 더이상 설명하지 않는다.

본원 발명의 실시예의 또 다른 양태로서 본원 발명의 실시예는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 제공하는데 상기 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체에는 컴퓨터 실행가능 명령이 저장되고 상기 컴퓨터 실행가능 명령은 마이크로파 기기로 하여금 상술한 임의의 한 마그네트론 온도 조절 방법, 예하면 상기 임의의 방법 실시예에서의 마그네트론 온도 조절 방법, 예하면 상기 임의의 장치 실시예에서의 마그네트론 온도 조절 장치를 수행하도록 한다.

이 방법을 사용하는 것을 통해 가변 주파수 전원의 출력 파워를 제때에 조절하여 마그네트론의 양극 온도를 조절함으로써 마그네트론이 과열로 파손되는 것을 방지할 수 있다.

이 방법을 사용하는 것을 통해 마그네트론의 양극 온도를 정확히 반영할 수 있도록 마그네트론의 양극 전류를 직접 얻을 수 있어, 마그네트론의 양극 온도를 조절하도록 정확하고 확실하게 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절함으로써 마그네트론이 과열로 파손되는 것을 방지하도록 담보할 수 있다.

마지막으로 설명해야 할 것은, 이상의 실시예는 단지 본원 발명의 기술적 해결수단을 설명하기 위한 것일 뿐 이에 대해 한정하기 위한 것이 아니고 본원 발명의 맥락하에 이상의 실시예 또는 상이한 실시예의 기술적 특징 사이는 서로 조합될 수 있으며 단계는 임의의 순서로 실현될 수 있고 상술한 본원 발명의 상이한 양태의 여러 가지 기타 변화가 존재할 수 있으며 간결함을 위하여 이들은 세부 절차에서 제공되지 않은 바, 비록 상술한 실시예를 참조하여 본원 발명을 상세히 설명하였으나 본원 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 응당 본원 발명이 여전히 상술한 각 실시예에 기재된 기술적 해결수단에 대해 수정할 수 있거나 그 중의 일부 기술적 특징을 동등하게 대체할 수 있으며 이러한 수정 또는 대체는 상응한 기술적 해결수단의 본질이 본원 발명의 각 실시예의 기수적 해결수단의 범위를 벗어나지 않는다는 것을 이해할 수 있다.

Claims

마그네트론을 경과하는 양극 전류 또는 가변 주파수 전원의 입력 파워 또는 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압을 결정하되, 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워는 상기 마그네트론이 동작하도록 구동시키는 단계;
상기 양극 전류 또는 상기 입력 파워 또는 상기 양극 전압에 근거하여 상기 마그네트론의 양극 임계값 전압을 결정하고, 상기 양극 임계값 전압에 근거하여 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하는 단계를 포함하고,
그중, 상기 양극 임계값 전압에 근거하여 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하는 단계는:
상기 마그네트론의 양극 임계값 전압에 근거하여, 상기 마그네트론의 양극 온도를 산출하고, 상기 마그네트론의 양극 온도에 근거하여 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 온도 조절 방법.
제1항에 있어서,
상기 양극 전류 또는 상기 입력 파워 또는 양극 전압에 근거하여 상기 마그네트론의 양극 임계값 전압을 결정하는 상기 단계는,
상기 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압, 상기 마그네트론의 등가 저항 및 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 결정하는 단계;
상기 마그네트론의 양극 전압, 상기 마그네트론 등가 저항 및 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워에 근거하여 상기 마그네트론의 양극 임계값 전압을 산출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 온도 조절 방법.
제2항에 있어서,
상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 결정하는 상기 단계는,
상기 가변 주파수 전원의 입력 파워와 입력 전압을 획득하는 단계;
상기 가변 주파수 전원의 입력 파워, 입력 전압 및 파워 효율의 대응관계에 근거하여 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 온도 조절 방법.
제1항에 있어서,
상기 마그네트론의 양극 온도에 근거하여 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하는 상기 단계는,
상기 마그네트론의 양극 온도가 기설정 온도 임계값보다 큰지 여부를 판정하는 단계;
만약 기설정 온도 임계값보다 크면 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 저하시키는 단계;
만약 기설정 온도 임계값보다 작으면 상기 가변 주파수 전원의 동작을 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 온도 조절 방법.
제4항에 있어서,
상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 저하시키는 단계는,
상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 결정하는 단계;
상기 가변 주파수 전원의 출력 파워가 기설정된 최소 파워보다 큰지 여부를 판정하는 단계;
만약 기설정된 최소 파워보다 크면 상기 가변 주파수 전원의 동작을 유지시키는 단계;
만약 기설정된 최소 파워보다 작으면 상기 가변 주파수 전원의 동작을 정지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 온도 조절 방법.
제1항에 있어서,
상기 양극 임계값 전압에 근거하여 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하는 상기 단계는,
마그네트론의 양극 임계값 전압과 가변 주파수 전원의 출력 파워 사이의 매핑 관계가 미리 저장된 기설정된 관련표를 획득하는 단계;
상기 기설정된 관련표에서 상기 마그네트론의 양극 임계값 전압과 대응되는 출력 파워를 검색하는 단계;
상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 검색된 출력 파워까지 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 온도 조절 방법.
제2항에 있어서,
마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압을 결정하는 상기 단계는,
상기 가변 주파수 전원의 입력 파워가 기설정 파워 범위에 놓일 경우, 상기 가변 주파수 전원의 입력 파워와 대응되는 양극 전압을 양극 임계값 전압으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 온도 조절 방법.
마그네트론을 경과하는 양극 전류 또는 가변 주파수 전원의 입력 파워 또는 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압을 결정하되, 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워는 상기 마그네트론을 동작하도록 구동시키는 결정모듈;
상기 양극 전류 또는 상기 입력 파워 또는 상기 양극 전압에 근거하여 상기 마그네트론의 양극 양극 임계값 전압을 결정하고, 상기 양극 임계값 전압에 근거하여 상기 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하는 조절모듈을 포함하고,
그중, 상기 조절모듈은 구체적으로,
상기 마그네트론의 양극 임계값 전압에 근거하여, 상기 마그네트론의 양극 온도를 산출하고, 상기 마그네트론의 양극 온도에 근거하여 가변 주파수 전원의 출력 파워를 조절하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 온도 조절 장치.
적어도 하나의 프로세서; 및
상기 적어도 하나의 프로세서와 통신 연결되는 메모리를 포함하되;
여기서 상기 메모리에 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능한 명령이 저장되고 상기 명령은 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행되어, 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 마그네트론 온도 조절 방법을 수행할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 컨트롤러.
마그네트론을 구동시키기 위한 가변 주파수 전원에 있어서,
상기 마그네트론을 구동시키기 위한 주파수 변환 회로;
상기 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압과 대응관계를 가지는 상기 주파수 변환 회로의 제1 출력전압을 샘플링하기 위한 것으로, 상기 주파수 변환 회로와 상기 마그네트론 사이의 제1 노드에 연결되는 제1 입력단, 상기 주파수 변환 회로와 상기 마그네트론 사이의 제2 노드에 연결된 제2 입력단 및 제1 출력단을 포함하는 제1 전압 샘플링 회로;
상기 제1 전압 샘플링 회로의 제1 출력단과 상기 주파수 변환 회로와 각각 연결되고 상기 제1 출력전압과 상기 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압의 대응관계에 근거하여 상기 마그네트론 양단의 양극 전압을 산출하는 제9항에 따른 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 주파수 전원.
제10항에 있어서,
입력단이 상기 제1 전압 샘플링 회로의 제1 출력단과 연결되고 출력단이 상기 컨트롤러와 연결되는 증폭 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 주파수 전원.
마그네트론;
상기 마그네트론과 연결되어 상기 마그네트론을 구동시키는 가변 주파수 전원;
상기 가변 주파수 전원과 마그네트론 사이에 커플링되어 상기 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압과 대응관계를 가지는 상기 가변 주파수 전원의 제2 출력전압을 샘플링는 제2 전압 샘플링 회로;
상기 제2 전압 샘플링 회로의 출력단과 상기 가변 주파수 전원과 각각 연결되고 상기 제2 출력전압과 상기 마그네트론 양단에 로딩된 양극 전압의 대응관계에 근거하여 상기 마그네트론 양단의 양극 전압을 산출하는 제9항에 따른 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 온도 조절 시스템.
제9항에 따른 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 기기.
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