磁控管制造技术

本发明专利技术公开了一种4G磁控管。所述磁控管可以包括阳极，所述阳极包括圆柱形构件；以及设置于所述圆柱形构件内的阳极叶片，在所述圆柱形构件和阳极叶片之间定义了谐振腔；以及分配器阴极，适用于加热并同轴设置于所述阳极内。所述磁控管可以在大约850℃和1050℃的范围之间操作。所述磁控管可以包括传导冷却。所述磁控管可以包括创造性地阳极和阴极结构。本发明专利技术还提供了一种用于大体上同时制备多个磁控管管路的方法。

【技术实现步骤摘要】
磁控管相关申请的交叉引用本申请要求以下申请的优先权：美国临时申请，申请号为61/771559，提交日2013年3月1日，专利技术名称为用于无极灯的磁控管的传导冷却；美国临时申请，申请号为61/771594，提交日2013年3月1日，专利技术名称为低电磁泄漏磁控管；美国临时申请，申请号为61/771602，提交日2013年3月1日，专利技术名称为4G磁控管；美国临时申请，申请号为61/779107，提交日2013年3月13号，专利技术名称4G磁控管；美国临时申请，申请号61/771613，提交日2013年3月1日，专利技术名称为用于4G磁控管的加工室。本申请与名称为“硫灯”的PCT申请相关，其由本申请的专利技术人，与本申请在同一日提交。
本专利技术涉及一种磁控管，并且更具体地涉及一种所谓的4G磁控管，其可以提供降低的操作温度并且降低电磁泄漏，以及加工方法。
技术介绍
磁控管是一种非常高效和经济的微波能量来源，因而被广泛地应用于微波炉等各种应用中。磁控管也可以应用于对例如硫灯，街灯，以及本申请的专利技术人在与本申请同一日提交的名称为“硫灯”的申请中公开的硫灯提供能量。例如，硫灯可以为由微波能量驱动，磁控管驱动的无极放电灯。这一申请的已知的所述使用的磁控管是所谓的“3G”磁控管，其最初是为微波炉使用而开发。在3G磁控管典型的实施例中，所述磁控管主要是为了适应微波炉的使用，具有大约3000小时的短寿命，并具有大约700-1300W的高有效功率。而且，一般而言，所述3G磁控管由风扇冷却，其具有马达和其他运动部件，以及具有钨丝类型的阴极(3％钍)。此外，所述3G磁控管典型地是直接加热类型，具有～1800℃的操作温度，并包括铁氧体磁铁，所述磁铁一般体积较大，并且对温度敏感。虽然3G磁控管是一种非常高效的、廉价的适合微波炉使用的微波能量源，但是，其不兼容其他使用，例如用于前述的街道照明目的。在这些其他申请中的所述3G磁控管的一个最严重的问题，例如照明使用中，是3G磁控管的短寿命。例如，当与其他传统的放电灯的寿命相比，这些金属卤化物灯典型地具有8000小时，并且钠灯具有12000小时的寿命；所述3G磁控管的寿命非常短，其可以偶尔达到10000小时，但是依然远远不能令人满意，特别在例如街道照明的某些应用中。3G磁控管的短寿命的一个重要原因为用钨丝作为阴极。这种类型的阴极在高温下运行，并且在钨中添加钍以帮助电子发射，因此这种类型的阴极迅速蒸发。如果使用这种类型的阴极，实质上提高所述3G磁控管的寿命是非常困难的。所述3G磁控管的一个额外的问题是冷却风扇，其需要电动机驱动。例如风扇和电机等运动部件随着时间的推移最终发生故障。而且，所述磁控管内的用于冷却风扇的开口可能允许臭虫和灰尘进入。然而，由于磁控管产生微波的同时也产生热量，为了正确操作，这个热量必须迅速消散。在传统的微波炉中使用的磁控管中，一些薄的铝散热翅片压装在所述磁控管的外壁上，并且通过来自上述的冷却风扇的强制空气流来冷却。虽然这种冷却方法是非常高效，并且对家用微波炉是足够的，但是它不适合使用在照明应用中，尤其是由于各种原因，需要最少持续时间为多年的标定寿命的照明应用。例如，所述冷却风扇马达可能是机械故障源，并且需要在具有最小持续时间的长寿命的应用的服务问题。而且，所述冷却风扇和马达消耗比完全用于例如照明等某一应用的所需的能量更多的能量，并且占用比完全用于照明的所需空间更多的空间，这使得比必须要安装磁控管到现有的照明灯具所提供的空间内更难。大多数磁控管具有谐振腔，其构造有由例如铜等高导电材料形成的叶片，所述铜还是一个极好的热导体。在磁控管中的大部分热源集中到设置在所述磁控管阴极最近的叶片的边缘附近。更具体地，主要的热源包括阴极本身，其通过阴极加热器加热以产生自由电子。因此，所述阴极直接辐射热量到阳极叶片的边缘上，所述阳极叶片面向所述阴极，并且与所述阴极最接近。而且，所述自由电子受到磁场影响，并且在阴极和阳极之间形成旋转的电子束。另一个重要的热源是面对阴极的相同的阳极叶片产生的电流，由于这些自由电子失去能量至阳极内所产生的微波，并且在所述阳极叶片的尖端被收集。所述磁控管的一些部件是对这个热量敏感的，包括耦合环和磁铁。所述耦合环被设置在接近所述热的叶片的顶端，并且因此暴露于其高温中。除非热量被快速去除，否则它能导致所述耦合环的热变形，由此导致了热疲劳并缩短了它们的寿命，并且也能不想要地改变所述磁控管的谐振频率。所述3G磁控管的另一个问题是铁氧体磁体用于产生磁场，其对所述磁控管的正确操作是决定性的。虽然所述铁氧体磁体是产生磁场的廉价的方式，但是其体积较大，而且对温度的改变敏感。由于所述铁氧体磁体的温度系数较大，它并不适用于户外使用，例如在街道照明中。即，部分地，由于所述磁体的磁场强度受升高的温度产生相反地影响，因此相反地影响所述磁控管的操作。在现有技术中，所述磁控管阳极的侧壁整个是由单一铜块制备，并且热量很容易传导至所述阳极的顶部和底部，此处设置有形成磁场的磁体。现有技术中的磁控管，例如那些在家用微波炉中使用的磁控管，通过结合薄的铝叶片到所述磁控管的阳极的外侧来散发热量，否则所述热量将过度地加热所述磁体，并且通过由马达驱动的风扇强制空气通过所述叶片。然而进一步，虽然磁控管通过天线辐射其大部分微波能量，但是很难避免少量的电磁(EM)能量从所述磁控管的外表(aspects)泄漏，例如通过所述磁控管的阴极的高压电源线。这些泄漏对磁控管的操作产生了不利影响。为通过其阴极端减少或者屏蔽所述磁控管的电磁泄漏，已经做出了努力。因为，例如甚至非常低水平的电磁泄漏也能干涉计算机、通信设备、传感器等。电磁兼容水平的规则在某些应用中是非常严格的，例如用于街道照明应用，比起其他应用而言，例如家用烤箱应用。为满足监督管理和性能需求，抑制电磁泄漏的三个阶段的努力可以被运用。第一阶段是控制源侧，即以最小化朝向所述阴极端的微波泄漏部分的方式设计和操作磁控管。第二阶段是吸收或者阻止所述微波能量朝向所述磁控管外部传播。第三阶段是屏蔽，即通过屏蔽箱封闭所述整个阴极端。例如在家用微波炉用大多数磁控管中，为了限制电磁泄漏，顶部和底部同心的上述耦合环对的多个缩短了所述前文提及的形成所述磁控管阳极的叶片环路。在现有实施例中，耦合环一般交替地附接到阳极叶片上，即，如果一个同心的顶部环，例如内部顶部耦合环，接触给定的阳极叶片，其相应地同心的下部环，例如在本示例中的内部底部环，不接触相同的阳极叶片。这被称为不对称型耦合环配置。所述阴极位于所述磁控环内的谐振阳极腔的中心。所述阴极一般被加热。同样地，所述阴极和包含其中的加热器从相应地导线接收馈送。所述阴极-加热器导线可以具有一对金属板，其能在一定程度上阻止电磁泄漏，但其性能远远不能令人满意。为达到阻止电磁泄漏的期望水平，需要更系统的测量，以及全新的设计。在所述阴极组件的末端，滤波器电路通常被安装和封闭在屏蔽箱中。然而，所述滤波器电路仅仅对低频噪声是有效地，并且对典型的电磁泄漏的高频成分是无效的。所述屏蔽箱通常压装到所述阴极组件，并且所述主要的微波频率泄漏的屏蔽作用是可疑的。由本专利技术的专利技术者下文公开的4G磁控管中，使用了分配器阴极(dispensercathode)。所述分配器阴极在非常低的温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于传导冷却磁控管的装置，包括：所述磁控管的阳极，所述磁控管具有外侧壁和形成布置在阴极周围的多个谐振腔的内部结构，所述阳极的外侧壁具有位于正交于所述阴极的平面内的中央部，并且包括第一高热导率材料；多个阳极冷却翅片，具有大的表面面积，并包括所述第一高热导率材料，固定结合于所述阳极的外侧壁的中央部；以及传导冷却块，其包括第二高热导率材料，具有邻接设置于阳极冷却翅片的所述大的表面面积的第一大的表面面积；由此热结合所述传导冷却块至所述阳极冷却翅片；而且具有暴露于大气中的第二大的表面面积，由此热结合所述传导冷却块至大气。

【技术特征摘要】
2013.03.01 US 61/771,559;2013.03.01 US 61/771,594;1.一种用于传导冷却磁控管的装置，包括：所述磁控管的阳极，所述磁控管具有外侧壁和形成布置在阴极周围的多个谐振腔的内部结构，所述阳极的外侧壁具有位于正交于所述阴极的平面内的中央部，并且包括第一高热导率材料；多个阳极冷却翅片，具有大的表面面积，并包括所述第一高热导率材料，固定结合于所述阳极的外侧壁的中央部；以及传导冷却块，其包括第二高热导率材料，具有邻接设置于阳极冷却翅片的所述大的表面面积的第一大的表面面积；由此热结合所述传导冷却块至所述阳极冷却翅片；而且具有暴露于大气中的第二大的表面面积，由此热结合所述传导冷却块至大气。2.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一高热导率材料为无氧高热导率铜，并且所述多个阳极冷却翅片被钎焊于或者焊接于所述阳极的外侧壁的中央部。3.如权利要求1所述的装置，其中，所述第二高热导率材料是铝。4.如权利要求1所述的装置，其中所述传导冷却块的所述第一大的表面面积通过位于所述冷却块上的至少一个厚的冷却翅片来设置，所述厚的冷却翅片交错和滑动地安装到所述多个阳极冷却翅片，并且其中所述传导冷却块的第二大的表面面积通过暴露于大气中的多个槽设置。5.如权利要求1所述的装置，其中，所述传导冷却块集成于所述阴极屏蔽盖，或者结合到所述阴极屏蔽盖。6.如权利要求1所述的装置，其中，所述阳极的外侧壁具有分别设置于所述中央部的上方和下方的顶部和底部部分，并且包括低的热导率材料。7.如权利要求6所述的装置，还包括：顶部和底部阳极盖，所述顶部和底部阳极盖分别附接于所述阳极外侧壁的顶部和底部部分，并且所述顶部和底部阳极盖的每个包括相同的或者不同的低的热导率材料。8.如权利要求6所述的装置，还包括：上部和下部磁体，所述上部和下部磁体设置为用于产生或者支持所述磁控管的磁场；第一和第二磁性通量返回，每一个都结合于所述上部和下部磁体以产生磁性回路，并且每一个包括相同的或不同的低的热导率材料。9.如权利要求8所述的装置，还包括：第一和第二磁极片，所述第一和第二磁极片的每个分别固定附接于一个上部和下部磁体上，并且所述第一和第二磁极片的每个构造为具有与其附接的磁体的中心线同轴的截头圆锥形的中央部，和薄的平的外部部分，所述外部部分从所述中央部向外延伸至或者接近附接的磁体的外部边沿，每一个磁极片包括相同的或不同的低的热导率材料。10.如权利要求6、7、8或9所述的装置，其中，每一个低的热导率材料包括至少铁或者钢之一。11.如权利要求8所述的装置，其中每个通量返回附接到硫灯组件的相对的半块的下部。12.一种用于磁控管的阳极结构，包括：圆柱形阳极，其定义了多个微波谐振腔，其中多个微波谐振腔的每一个通过圆柱形阳极的各自的部分和两个径向设置的阳极叶片被约束，以及其中，多个微波谐振腔从关于适...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴秀用，
申请(专利权)人：朴秀用，
类型：发明
国别省市：韩国,KR