微波爐阻抗匹配調(diào)整探討

　　本文從磁控管工作特性角度出發(fā)，結(jié)合在實踐中摸索的經(jīng)驗，介紹了磁控管應(yīng)用過程中阻抗匹配調(diào)整的必要性，闡述了幾種在應(yīng)用中的阻抗匹配調(diào)整方法及機理。

　　近幾年來，磁控管的市場需求量不斷增加，微波加熱行業(yè)容量不斷增長，在微波加熱行業(yè)很多新加入的設(shè)計人員，對磁控管并不十分了解，出現(xiàn)過很多關(guān)于磁控管在應(yīng)用過程中失配引起的陽極溫度過高、天線帽打火及陰極發(fā)射層蒸發(fā)壽命終止等現(xiàn)象，本文從磁控管工作特性角度出發(fā)，結(jié)合在實踐中摸索的經(jīng)驗，介紹了磁控管在應(yīng)用過程中阻抗匹配的重要性，闡述了幾種在應(yīng)用中的阻抗匹配調(diào)整方法及機理。

1、磁控管工作特殊特性

　　磁控管是一種特殊的微波發(fā)生器，其特殊性表現(xiàn)在工作特性上，在工作過程中受負載直接影響，在不同的負載條件下其輸出功率、頻率及效率有明顯差異，這是磁控管本身的固有特性，因此在應(yīng)用過程中調(diào)整磁控管與負載的阻抗匹配顯得尤為重要;不同型號的磁控管其工作點不同，具體可參考對應(yīng)型號規(guī)格書中雷基圖(圖1)。

圖1　威特2M319雷基圖

2、阻抗匹配調(diào)整目的

　　一個高效的加熱系統(tǒng)中，從發(fā)生器到工作負載的能量轉(zhuǎn)移必須以最小的損耗方式獲得，而負載阻抗的失配是能量損耗的最大可能因素，功率會被負載所反射，在發(fā)生器傳輸線中某處電場會過于集中，形成電場強度過強。對于從功率源到負載的最大功率傳輸是在負載阻抗ZL等于發(fā)生器阻抗ZG時出現(xiàn)，即功率源與負載兩個阻抗的有功部分(即電阻部分)相同而無功部分(即電抗部分)數(shù)值相等符號相反，也即：

　　這里ZL* 表示ZL的共軛復(fù)數(shù)。若能達到磁控管最大的功率輸出到微波爐腔體中，那么匹配就達到了目的。這種匹配形式通常稱之為“共軛匹配”，但若ZLZG時，流過負載的電流減小，因此在負載上耗散的功率也下降，只有在ZG=ZL* 時才能得到最佳的功率傳輸。要想達到全匹配狀態(tài)(即ZG=ZL)，對輸出波導(dǎo)和微波爐腔體來說是不可能的，達到最大的功率傳輸即輸出波導(dǎo)和爐腔的共軛匹配，這是爐腔和輸出波導(dǎo)調(diào)配的目的，另一種理解方式認為爐腔和功率輸出波導(dǎo)相互間是一種強耦合方式，等效于變壓器的初次級的耦合，在電壓比適當?shù)臅r候得到了最佳的功率輸出。

結(jié)論

　　以上所述的是微波爐的幾種匹配機理及方法，也可應(yīng)用在其他使用磁控管的微波設(shè)備的匹配調(diào)試中;當然，針對微波爐來說還有很多調(diào)整的方法，如改變腔體某部位來改變反射路徑、微波爐轉(zhuǎn)盤的質(zhì)量及尺寸規(guī)格等，這些都對匹配結(jié)果有明顯的影響，具體選用那種方法進行匹配需依據(jù)實際情況選擇，沒有好壞之分，只要最終阻抗匹配結(jié)果符合磁控管工作特性要求，這樣不僅能提高產(chǎn)品性能，減少異常的風(fēng)險，還能延長磁控管的使用壽命;因此，磁控管的應(yīng)用應(yīng)按要求進行，不能簡單的把它當一個恒功率源進行使用。