SU1617670A1

SU1617670A1 - Устройство дл регулировани мощности магнетрона СВЧ-печи

Info

Publication number: SU1617670A1
Application number: SU853855548A
Authority: SU
Inventors: Юрий Алексеевич Спиридонов; Владимир Иванович Хандогин
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6045
Priority date: 1985-02-11
Filing date: 1985-02-11
Publication date: 1990-12-30

Abstract

Изобретение относитс к СВЧ-технике и может быть использовано в бытовых и промышленных установках малой мощности дл испарени жидких смесей, диэлектрической термообработки и обеспечени заданной влажности среды. Цель изобретени - уменьшение массы и габаритов и повышение надежности устройства. Устройство дл регулировани мощности магнетрона СВЧ-печи содержит регул тор 1 анодного напр жени магнетрона 17, датчик 14 тока, источник 19 питани , программно-временной блок 20. Цель достигаетс за счет введени в устройство блока 15 формировани среднего значени , порогового блока 16 и стабилизатора 18 тока, а также за счет выполнени регул тора 1, состо щего из автогенератора 2 с синхровходами, преобразовательных чеек 3 - 7, сетевого выпр мител 12 с фильтром и блока 13 управлени . Напр жение с выходов преобразовательных чеек 3 - 7 поступает на магнетрон 17, по вл етс СВЧ-энерги . Таким образом поддерживаетс посто нный средний уровень анодного тока магнетрона 17, что позвол ет поддерживать среднюю мощность магнетрона 17 на заданном уровне. 3 ил.

Description

С/1

с

46,,

о

VI о о

блока 16 и стабилизатора 18 тока, а также за счет выполнени регул тора 1, состо щего из автогенератора 2 с синхровходами, преобразовательных чеек 3-7. сетевого выпр мител 12 с фильтром и блока 13 управлени . Напр жение с выходов преобразовательных

Изобретение относитс к СВЧ-технике в частности к СВЧ-установкам, обеспечивающим нагрев диэлектрических материалов, и может использоватьс в бытовых и промышленных установках малой мощности дл испарени жидких смесей, диэлектрической термообработки, обеспечени заданной влажности среды.

Цель изобретени - уменьшение массы и габаритов и повышение надежности.

На фиг. 1 приведена структурна электрическа схема устройства дл регулировани мощности магнетрона СВЧ-печи; на фиг. 2 - структурна электрическа схема преобразовательной чейки; на фиг. 3структурна электрическа схема блока управлени .

Устройство дл регулировани мощности магнетрона СВЧ-печи содержит регул - тер 1 анодного напр жени магнетрона, состо щий из автогенератора 2 с синхровходами , преобразовательных чеек 3-7, состо щих из усилител 8 мощности, трансформатора 9 с дополнительными отводами 10 и выпр мител 11, сетевой выпр - митель 12 с фильтром, источник переменного напр жени (не показан), блок 13 управлени , датчик 14 тока, блок 15 формировани среднего значени , пороговый блок 16, подключенный к накалу магнетрона

17и через стабилизатор 18 тока - к источнику 19 питани . В р де случаев блок 9 управлени имеет дополнительный соединенный с выходом порогового блока

16 через программно-временной блок 20.

Устройство дл регулировани мощности магнетрона СВЧ-печи работает следующим образом.

При подаче на вход устройства напр жений UOCH, Удоп , Одоп начинают функци- онировать источник 19 питани и сетевой выпр митель 12, выходное напр жение которого поступает на входы преобразовательных чеек 3-7. Напр жение с выхода источника 19 поступает через стабилизатор

18тока на накал магнетрона. В св зи с тем, что при включении нить накала холодна , ее сопротивление мало. При условии, что ток стабилизации стабилизатора 18 равен Irtopt, напр жение на нити накала увеличива-

чеек 3-7 поступает на магнетрон 17, по вл етс СВЧ-энерги . Таким образом поддерживаетс посто нный средний уровень анодного тока магнетрона 17, что позвол ет поддерживать среднюю мощность магнетрона 17 на заданном уровне. 3 ил.

етс постепенно одновременно с увеличением температуры катода магнетрона 17. При t ti температура катода достигает оптимального значени , а следовательно, сопротивление нити накала также достигает установившегос значени . Срабатывает пороговый блок 16 и выдает сигнал на вход блока 13 и программно-временного блока 20. Как показывают исследовани , точка ti вл етс точкой начала стационарного процесса электронообразовани катода и, следовательно , характеризует возможность включени высокого напр жени дл излучени СВЧ-энергии (катод подготовлен к началу эмиссии). Программно-временной блок 20 запускает временное устройство (или программное устройство) и выдает импульс на блок 13. На другой вход блока 13 поступает сигнал с датчика 14 тока через блок 15 формировани среднего значени (в р де случаев он может быть представлен обычным LC-фильтром). Наличие трех таких сигналов на входе блока 13 приводит к выдаче синхроимпульсов на синхровходы автогенератора 2. Автогенератор 2 начинает генерировать пр моугольные импульсы (меандр) дл управлени преобразовательной чейкой 3,-н§ выходе которой по вл етс посто- нное напр жение. С дополнительных обмоток трансформатора 9 преобразовательной чейки 3 управл ющее напр жение поступает на вход следующей преобразовательной чейки 4 и т.д. Количество преобразовательных чеек, их элементна база, а ;гадаса.схемотехническое построение опре- дел ютс питающей сетью (величиной по- то нного напр жени на входе) и выходной мощностью. При использовании преобразовательных чеек с усилителем 8 мощности, выполненным по полумостовой схеме, отпадает необходимость в фильтре после сетевого выпр мител 12. Выходные напр жени всех преобразовательных чеек суммируютс , и общее напр жение вл етс анодным напр жением магнетрона. Пульсаци выходного напр жени по основной частоте преобразовани (2fnp).6yAeT минимальной из-за фазовых сдвигов по цеп м управлени преобразовательными чейками . Анодное напр жение магнетрона вызывает в нем по вление спиц вращени , которые навод т, в резонаторах СВЧ-колеба- ни . Анодный ток магнетрона создает падение напр жени на датчике 14 тока, поступающего через блок 15 формирова- ни . По достижении определенного уровн (определ емого посто нной интегрировани блока 15) срабатывае} компаратор в блоке 13, что вызывает прекращение поступлени синхроимпульсов на синхровхо- ды автогенератора 2. Автогенератор 2 прекращает генерацию пр моугольных импульсов (меандр). На выходе преобразовательных чеек 3-7 напр жение пропадает, анодный ток и генераци СВЧ-знергии пре- кращаютс . Напр жение на датчике 14 тока становитс равным нулю, а на выходе блока 15 напр жение медленно уменьшаетс . Посто нна времени спадани определ етс посто нной времени интег- рировани блока 15. При достижении уровн срабатывани компаратора в блоке 13 по вл ютс синхроимпульсы, поступающие на синхровходы автогенератора 2. Напр жени с выходов преобразовательных чеек 3-7 поступают на магнетрон 17, по вл етс СВЧ-энерги . Таким образом поддерживаетс посто нный средний уровень анодного тока магнетрона 17, что позвол ет поддерживать среднюю мощность магнетрона 17 на заданном уровне. Интервал между импульсами генерации определ етс задачей СВЧ-установки и может составл ть от единиц микросекунд до сотен секунд. После отсчета заданного интервала времени в программно-временном блоке 20 на его выходе сигнал пропадает, что вызывает прекращение генерации автогенератора 2 (отсутствие синхроимпульсов с выхода узла управлени ). Анодное напр жение в режи- ме генерации автогенератора 2 выбираетс оптимальным (паспортным), что позвол ет наиболее полно использовать магнетрон дл генерации СВЧ-энергии с наиболее высоким КПД. Блок 13 управлени состоит из генератора 21 тактовых импульсов (обычно кварцевого с частотой 10-20 МГц), счетчиков 22 импульсов (делители частоты двоично-дес тичные типа 133ИЕ2), на входе и выходе которых включены элементы И 23, причем выходы элемента И, включенного на выходе счетчиков 22 импульсов, вл ютс выходом блока 13. При поступлении на вход трех,сигналов на выходе элементов И 23 по вл ютс разрешающие сигналы, с гене- ратора 21 поступают импульсы на входы счетчиков 22, после которых сигналы через элементы И 23 поступают на синхровходы автогенератора 2. При отсутствии одного из сигналов на входе блока 13 элементы И 23

отключают генератор 21 от счетчиков 22 импульсов и от синхровходов автогенератора 2. Автогенератор 2 полностью закрываетс по синхровходам, напр жение на его выходе равно нулю. Счетчики 22 импульсов сохран ютс в своем состо нии и не обнул ютс . При по влении всех трех входных импульсов с генератора 21 начинают поступать импульсы на счетчики 22 и они продолжают свой счет, автогенератор 2 начинает генерировать продолжение бесконечной последовательности пр моугольных импульсов (меандр), что позвол ет обеспечить- равенство площади отрицательной полуволны суммарного напр жени площади полуволны положительного суммарного напр жени . Такое условие позвол ет исключить замагничивание сердечников трансформаторов усилителей мощности преобразовательных чеек, что особенно важно дл выполнени усилителей мощности по мостовой схеме или по схеме со средней точкой.

Claims

Формула изобретени Устройство дл регулировани мощности магнетрона СВЧ-печи, содержащее регул тор анодного напр жени , к выходу которого подсоединен датчик тока, а управл ющий вход соединен с выходом блока управлени , и источник питани , отличающеес тем , что, с целью уменьшени массы и габаритов и повышени надежности , введены блок формировани среднего значени , выход которого соединен с выводами датчика тока, а выход подключен к первому входу блока управлени , и последовательно соединенные стабилизатор тока и пороговый блок, включенные между выходом источника питани и вторым входом блока управлени , а регул тор анодного напр жени состоит из автогенератора, снабженного синхровходами, управл ющий вход которого вл етс управл ющим входом регул тора анодного напр жени , сетевого выпр мител с фильтром и п преобразовательных чеек, кажда из которых содержит усилитель мощности, управл ющий вход которого вл етс управл ющим входом преобразовательной чейки, трансформатор, снабженный дополнительными отводами, и выпр митель, входы которых соединены между собой па раллельно и подключены через сетевой выпр митель с фильтром к введенному источнику переменного напр жени , а выходы - последовательно, управл ющий вход первой преобразовательной чейки подключен к выходу автогенератора, а управл ющий вход каждой последующей

преобразовательной чейки соединен с дополнительным отводом трансформатора предыдущей преобразовательной чейки, при этом выход стабилизатора тока вл етс выходом дл подсоединени накала маг-

Фиг. 2

нетрона СВЧ-печи, выход первой преобразовательной чейки вл етс выходом дл подсоединени катода магнетрона, а выход последней вл етс выходом регул тора анодного напр жени .

К QbiMdg сетедого Выпр нитем

и cptijf(mpt/ д

J}m абто нератра или предыдущей преобраэооотрль- юлш чейка

f( Выходу сетевого obtnpftMumejjff и cpujfbfnpt/ в