一种磁控管的工作状态检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种磁控管的工作状态检测装置及方法，该装置包括：阳极电压输入单元，用于采集磁控管的阳极电压；阳极阈值电压确定单元，用于确定磁控管的阳极阈值电压；阳极阈值电压处理单元，用于在阳极阈值电压达到设定值时，降低磁控管的输入功率。通过本发明专利技术所提供的装置，在磁控管阳极电压阈值达到设定值时，降低磁控管的输入功率，抑制磁控管温度上升，从而达到有效保护磁控管的目的，降低了磁控管的损坏几率。

【技术实现步骤摘要】
一种磁控管的工作状态检测装置及方法
本申请涉及电子
，尤其涉及一种磁控管的工作状态检测装置及方法。
技术介绍
磁控管是一种用来产生微波能的电真空器件。实质上是一个置于恒定磁场中的二极管。管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下，与高频电磁场发生相互作用，把从恒定电场中获得能量转变成微波能量，从而达到产生微波能的目的。现有高频加热设备通常使用磁控管作为核心部件(例如微波炉)，产生微波能，利用极性分子在高频电场中的高速旋转将微波能转化为热能，达到将介质加热的目的。在正常工作状态下，磁控管与负载匹配良好，磁控管发射的微波绝大部分被加热介质所吸收，但在一些特殊情况下，例如微波炉中忘记放入食物或含水量极少的食品，此时磁控管工作于失配状态，相当一部分微波会反射回磁控管，引起磁控管异常发热甚至损坏。为了避免上述磁控管在失配时异常发热及损坏的问题，阳极温度作为一项极为重要的指标而加以控制。通常的做法是在磁控管表面安装一热切断器，当磁控管温度升到一定值时，热切断器断开，切断磁控管的前级供电回复，停止磁控管工作，达到保护磁控管的目的。上述做法存在如下缺点：一是热切断器断开后，高频加热设备停止工作，会造成加热失败及客户体验感下降。二是在热切断器断开后，当温度降低到一定值时，热切断器会重新闭合，磁控管重新开始工作，周而复始，磁控管受到多次高温冲击后，寿命会显著降低。三是一般的设备为了避免出现热切断器出现断开状态影响正常的使用，通常会将热切断器的温度值设在较高的水平，加剧了磁控管损坏的几率。
技术实现思路
本专利技术提供了一种磁控管的工作状态检测装置及方法，用以解决现有技术中通过热切断器来避免磁控管异常发热或者是损坏，会导致磁控管损坏几率加大的问题。其具体的技术方案如下：一种磁控管的工作状态检测装置，所述装置包括：阳极电压输入单元，用于采集磁控管的阳极电压；阳极阈值电压确定单元，用于确定磁控管的阳极阈值电压；阳极阈值电压处理单元，用于在所述阳极阈值电压达到设定值时，降低所述磁控管的输入功率。可选的，所述阳极阈值电压确定单元为判断阳极电压拐点值，所述阳极电压拐点值即为阳极阈值电压。可选的，所述阳极电压输入单元有数模转换器构成，所述数模转换器用于对阳极电压从模拟量转换为数字量。可选的，所述阳极电压输入单元为设置在高压变压器的高压绕组一侧，用于通过采样绕组耦合方式获取阳极电压。可选的，所述阳极阈值电压处理单元，具体用于在所述阳极阈值电压达到设定值时，停止变频电源的功率输出。可选的，所述阳极阈值电压处理单元，还用于在所述阳极阈值电压达到设定值时，增大冷却风量。一种磁控管的工作状态检测方法，所述方法包括：采集磁控管的阳极电压，并确定磁控管的阳极阈值电压；判定所述阳极阈值电压是否达到设定值；若是，则降低所述磁控管的输入功率。可选的，所述采集磁控管的阳极电压，具体为：通过采样绕组耦合方式获取阳极电压。可选的，所述方法还包括：在所述阳极阈值电压达到设定值时，控制高频开关单元降低输入功率或者关断所述高频开关单元，或者增加冷却风量。通过本专利技术所提供的装置，在磁控管阳的阳极阈值电压值达到设定值时，将降低磁控管的输入功率，或者停止变频电源的功率输出，抑制磁控管温度上升，从而达到有效保护磁控管的目的，降低了磁控管的损坏几率。附图说明图1为本专利技术实施例中一种磁控管的工作状态检测装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例中磁控管的结构示意图；图3为本专利技术实施例中阳极电压Ebm与阳极电流以及阀值电压Vth的关系图；图4为本专利技术实施例中阳极电压采样电路示意图；图5为本专利技术实施例中变压器阳极电压采样绕组位置示意图；图6A为本专利技术实施例中阳极电压采样绕组直接设置在高压绕组一侧示意图；图6B为本专利技术实施例中阳极电压采样绕组设置在U型磁芯靠近高压绕组的位置示意图；图6C为本专利技术实施例中变压器采用分层绕制的示意图；图7为本专利技术实施例中阳极电压Ebm与阳极电流以及阀值电压Vth的关系示意图；图8为本专利技术实施例中阳极阀值电压Vth与阳极温度的关系图；图9为本专利技术实施例中磁控管起振时刻阳极电压斜率的变化示意图；图10为本专利技术实施例中一种磁控管的工作状态检测方法的流程图。具体实施方式下面通过附图以及具体实施例对本专利技术技术方案做详细的说明，应当理解，本专利技术实施例以及实施例中的具体技术特征只是对本专利技术技术方案的说明，而不是限定，在不冲突的情况下，本专利技术实施例以及实施例中的具体技术特征可以相互组合。如图1所示为本专利技术实施例中一种磁控管的工作状态检测装置的结构示意图，包括：阳极电压输入单元101，用于采集磁控管的阳极电压；阳极阈值电压确定单元102，用于确定磁控管的阳极阈值电压；阳极阈值电压处理单元103，用于在所述阳极阈值电压达到设定值时，降低所述磁控管的输入功率。具体来讲，如图2所示为磁控管的结构示意图，该磁控管主要由阴极灯丝，阳极、天线及磁铁1和磁铁2构成。阴极灯丝在灯丝电流的加热作用下发射电子，高压负极施加于阴极灯丝一端，高压正极施加于阳极，磁铁1和磁铁2构成一磁场施加于阳极谐振腔，灯丝发射的电子流向阳极，同时在磁场的作用下旋转并与谐振腔共振从而产生微波。微波由天线辐射到所需加热的目标体。如图3所示为阳极电压Ebm与阳极电流以及阳极阈值电压Vth的关系，在阳极电流过零点即为磁控管的阳极阈值电压Vth，阳极电压随着阳极电流增大而增大。要确定磁控管阳极的温度，就需要确定磁控管的阳极阈值电压，而确定磁控管的阳极阈值电压，就需要采集到磁控管的阳极电压，在本专利技术实施例中，磁控管的阳极电压通过在高压变压器的高压绕组一侧得到，具体为通过采样绕组耦合方式获取阳极电压。如图4所示为本专利技术的阳极电压采样电路，在图4中，磁控管的阳极电压通过电阻R1以及电阻R2分压得到。进一步，如图5所示为变压器阳极电压采样绕组位置示意图，如图5所示，采样绕组位于高压绕组一侧。如图6A所示，阳极电压采样绕组直接设置在高压绕组一侧，并选离原边绕组。如图6B所示，阳极电压采样绕组设置在U型磁芯靠近高压绕组的位置。如图6C所示，变压器采用分层绕制，原边绕组、高压绕组、阳极电压采样绕组依次绕在磁芯中样上，阳极采样绕组在位置上更靠近于高压绕组。以及采用三明冶的绕法，阳极采样绕组同样更靠近于高压绕组，以获得更好的与阳极电压的耦合效果。图7为磁控管阳极电压与阳极电流波形图。由于变频电源在微波炉上取得了广泛的应用，并有逐步取代传统工频变压器的趋势，因此本专利技术主要以变频电源为例说明本专利技术的工作原理。在图中，Vbus为整流滤波后的母线电压的一个工频周期，Emb为阳极电压，Ia为阳极电流。通常的应用中，阳极直接连接于设备外壳，测量的阴极电压，阴极为一负的电压，在图中应表示在4象限，为了能更好的理解本专利技术的原理，本专利技术所述的阳极电压均以阴极为参考地，在图中绘于一象限。在t0时刻，母线电压接近于零，变频电源无法将Vbus升压到磁控管的阳极阀值电压之上，阳极电压在泄放电阻R1及磁控管的漏电流的作用下，持续下降，随着Vbus电压的升高，阳极电压也开始上升。在t1时刻，阳极电压达到阀值电压Vth,磁控管起振，阳极电压被其等效的稳压二极管ZD及内阻Ra所钳位，电压上升趋势明显减缓。在t2时刻，母线电压下降到不足以驱动阳极高压达到阀值电压，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁控管的工作状态检测装置，其特征在于，所述装置包括：阳极电压输入单元，用于采集磁控管的阳极电压；阳极阈值电压确定单元，用于确定磁控管的阳极阈值电压；阳极阈值电压处理单元，用于在所述阳极阈值电压达到设定值时，降低所述磁控管的输入功率。

【技术特征摘要】
1.一种磁控管的工作状态检测装置，其特征在于，所述装置包括：阳极电压输入单元，用于采集磁控管的阳极电压；阳极阈值电压确定单元，用于确定磁控管的阳极阈值电压；阳极阈值电压处理单元，用于在所述阳极阈值电压达到设定值时，降低所述磁控管的输入功率。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述阳极阈值电压确定单元为判断阳极电压拐点值，所述阳极电压拐点值即为阳极阈值电压。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述阳极电压输入单元有数模转换器构成，所述数模转换器用于对阳极电压从模拟量转换为数字量。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述阳极电压输入单元为设置在高压变压器的高压绕组一侧，用于通过采样绕组耦合方式获取阳极电压。5.如权利要求1所述的装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：周欣，
申请(专利权)人：珠海市拓杰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44