[其他]一種控制磁控管的方法與裝置

在審

• 申請號: 87104609
• 申請日: 1987-07-06
• 公開（公告）號: CN87104609A
• 公開（公告）日: 1988-02-03
• 發明（設計）人: 貝尼·伯格倫;拉斯格倫·古斯塔夫森
• 申請（專利權）人: 阿爾法斯塔公司
• 主分類號: H05B6/68
• 分類號: H05B6/68
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 趙越

本發明涉及的是在同微波能量加熱的裝置中控制磁控管的一種方法與裝置。

微波加熱是在包括提供熱能的多重處理中可以應用的一種具有巨大優點的技術。就此而言的一個重要優點是，加熱功率可無慣性地加以控制。

然而，不足的是微波設備常常比傳統的其他替代設備要昂貴。這些加熱設備的磁控管由帶有相關的控制系統的電源單元驅動，這些構成了設備的主要成本。由于磁控管的輸出功率有限，加熱設備常常需要可觀數量的磁控管和相應的電源單元以及控制系統以達到給定的加熱要求。

幾乎是獨一無二地要使用磁控管作為加熱用的微波發生器。磁控管的緊湊的幾何尺寸和將直流功率轉換為微波功率達到的高效率是形成這一事實的決定性的特性。一個嚴重的不足是產生給定的功率輸出所需要的電壓隨磁控管不同而異。該電壓決定于磁控管的內部幾何尺寸和腔內的磁場強度。

創造了兩種類型的磁控管，這就是在管內由永久磁鐵產生磁場的磁控管和用電磁鐵產生磁場的磁控管。

永久磁鐵的磁場強度隨制造和運轉情況的不同而不同。

磁控管的結構包括一個磁軛鐵，其導磁率隨溫度而變化。板極電壓相對板極電流畫出的圓形作為工作曲線與磁控管內溫度改變時發生的磁控管內幾何尺寸變化的同時發生變化。輸出功率與板極電流高精確地成正比。

由于這種事實，不可能同一個公共電源單元直接驅動多個磁控管。前述的曲線呈現一拐點，稱作拐點電壓，在其之上磁控管的功率輸出迅速增加。

當兩個或更多的磁控管并聯地接到一個電源單元，并且這些磁控管具有彼此不同的工作曲線，這也是一般的情況，一個磁控管將會產生比另一個更高的功率輸出。高輸出功率的磁控管就會比另一個熱，隨著可用的工作曲線的衰落電源單元將產生較低的輸出電壓。這就導致產生較低輸出的磁控管的功率輸出進一步衰落，由于此衰落達到另一個磁控管的拐點電壓，如此繼續下去，直到最后僅由一個磁控管產生全部功率。

基本問題就在于，需要單獨地控制每一個磁控管，同時要試圖減少電源單元數和相應的控制系統的數量。

借助于本發明可解決這個問題，即它能夠用一個并且同樣的電源單元為永久磁鐵裝備的多個磁控管和用電磁鐵裝備的多個磁控管提供功率。

因此，本發明涉及一種控制有關微波功率源的磁控管的一種方法，在多個磁控管混合的設備里，其特點是通過把兩個或多個磁控管并聯接到一個電源單元工作以產生高電壓以便使多個磁控管工作;把一個帶有用于測量各個磁控管板極電流的測量裝置的單獨的磁控管調整電路接到各個磁控管的高壓一邊，以及把上述的測量裝置與一個控制電路電流隔離，上述的控制電路用來依據上述測量裝置產生的信號控制涉及的磁控管的板極電流。

根據另一方面，本發明描述了控制同一個并且同樣的電源單元的兩個或更多的磁控管的裝置或系統，具有該獨特特色的這種裝置在下面的權利要求10中描述。

本發明將參考大量的具體實例方案及其附圖作更詳細地描述，附圖里，

圖1用電路圖說明第一個電路方案，用于把兩個或更多的磁控管接到一個公用電流單元并且備有獨立的調整電路;

圖2說明了與上述調整電路相關聯的第一個控制裝置的具體實例;

圖3描述了與上述調整電路相關聯的第二個控制裝置的具體實例;

圖4描述了與上述調整電路相關聯的第三個控制裝置的具體實例;

圖5描述了用于把兩個或更多的磁控管接到一個公用電源單元并且各有獨立的調整電路的第二個電路或耦合的具體實例;

圖6給出了一個磁控管的典型板極電壓-板極電流（V_A-I_A）曲線;以及

圖7用電路圖說明將兩個電路電和電流隔離的電路。

因此，圖6示出了磁控管的典型的板極電壓-板極電流圖。圖中曲線有個在電壓V₀處的拐點。在拐點電壓V₀以下的電壓下磁控管不產生功率輸出。在此拐點電壓以上電壓，動態電阻低并且從沒有功率輸出到滿功率輸出的電壓增加很小。磁控管的功率輸出與板極電流I_A高精度地成正比。

如前所述，有兩種類型的磁控管，亦即用永久磁鐵產生磁場的磁控管和用磁繞組和磁芯產生磁場的磁控管。前一類型磁控管的拐點電壓是固定的，而在后一類型，拐點電壓是按圖6的虛線和箭頭所示那樣，通過控制流過線圈的電流來控制或調整的。