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磁控管结构和原理

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摘要:

微波炉加热、烹饪食物所需的微波能量是由核心元件——磁控管产生的。目前广泛应用于微波炉的是连续波强迫风冷型磁控管。磁控管是由阴极(灯丝)、阳极、环形磁钢、耦合环、天线(即微波能量输出器)、散热器和灯丝插头等组成。其中阳极呈圆筒状,通常用铜材制成,筒中多个翼片将阳极分割成十几个扇形空间,每个扇形空间就是一个阳极谐振腔,其谐振频率即磁控管的工作频率,一般为2450MHz左右。在阳极的外壳嵌套了一对环形永久磁钢,磁钢形成的磁场用于控制阳极腔内的微波振荡能量。阳极输出的微波能量通过一根环状金属管(即耦合环)传送到天线,再由天线向炉内发送微波能,对食物进行加热。

微波炉磁控管的灯丝工作电压一般为交流3.3V,电流10A 左右;阳极(对阴极)电压为直流4000V左右。磁控管通电工作时,灯丝被加热,同时在阴极(灯丝)与阳极间形成高压电场,在电场作用下,阴极向阳极发射电子,阳极接收到电子而产生阳极电流。电子在到达每个扇形阳极谐振腔时,按其谐振频率振荡,同时因环形磁钢产生的恒定磁场垂直于高压电场方向,在该磁场作用之下,电子沿着阴极、阳极间的圆周空间作摆轮曲线运动,形成一个积聚能量的旋转电子云,并向阳极不断输送,从而在阳极上获得稳定的每秒振动频率约为24.5亿次的微波振荡能量。微波能量的大小主要取决于阳极电压的高低和磁场的强弱,由于环形磁钢的磁场强度恒定,故而微波输出功率主要与阳极电压相关。但若磁钢因故破裂或磁性明显衰退,就会引起磁控管输出功率减小,微波炉加热效果变差,出现加热慢、火力不足等故障,维修时一定要注意这方面的问题。

磁控管工作时的动态导通内阻很小,阳极电压的波动对微波输出功率影响很大,这将明显影响微波炉的加热性能。为了避免因电源电压波动而导致微波炉工作不稳定,磁控管阳极电压通常都由漏感变压器组成的电源电路来提供,它可稳定磁控管的阳极电流,使微波炉输出功率保持稳定。

磁控管的微波转换效率为70%左右,工作时其余30%左右的功率变成了热量,在管子上耗散,因功率大、温升较高,所以微波炉中都设置了冷却风扇,对磁控管进行强迫风冷散热,以防止过热损坏。

磁控管的阳极谐振系统除能产生所需要的电磁振荡外,还能产生不同特性的多种电磁振荡。为使磁控管稳定的工作在所需的模式上,常用"隔型带"来隔离干扰模式.隔型带把阳极翼片一个间隔一个地连接起来,以增加工作模式与相邻干扰模式之间的频率间隔。另外,由于经能量交换后的电子还具有一定的能量,这些电子打上阳极使阳极温度升高,阳极收集的电子越多(即电流越大),或电子的能量越大(能量转换率越低),阳极温度越高,因此,阳极需有良好的散热能力.一般情况下功率管采用强迫风冷,阳极带有散热片.大功率管则多用水冷,阳极上有冷却水套。此种阴极加热电流大,要求阴极引线要短而粗,连接部分要接触良好。大功率管的阴极引线工作时温度很高,常用强迫风冷散热。磁控管工作时阴极接负高压,因此引线部分应有良好的绝缘性能并能满足真空密封的要求。为防止因电子回轰而使阳极过热,磁控管工作稳定后应按规定降低阴极电流以延长使用寿命。

磁控管的阴极即电子的发射体,又是相互作用空间的一个组成部分。阴极的性能对管子的工作特性和寿命影响极大,

被视为整个管子的心脏。阴极的种类很多,性能各异。连续波磁控管中常用直热式阴极,它由钨丝或纯钨丝绕成螺旋形状,通电流加热到规定温度后就具有发射电子的能力。这种阴极具有加热时间短和抗电子轰击能力强等优点,在连续波磁控管中得到广泛的应用。

磁控管正常工作时要求有很强的恒定磁场,其磁场感应强度一般为数千高斯。工作频率越高,所加磁场越强。磁控管的磁路系统就是产生恒定磁场的装置。磁路系统分永磁和电磁两大类。永磁系统一般用于小功率管,磁钢与管芯牢固合为一体构成所谓包装式。大功率管多用电磁铁产生磁场,管芯和电磁铁配合使用,管芯内有上、下极靴,以固定磁隙的距离。磁控管工作时,可以很方便的靠改变磁场强度的大小,来调整输出功率和工作频率。另外,还可以将阳极电流馈入电磁线包以提高管子工作的稳定性。

磁控管的正确使用

磁控管是微波应用设备的心脏,因此,磁控管的正确使用是维护微波设备正常工作的必要条件。磁控管在使用时应注意以下几个问题:

一、负载要匹配。

无论什么设备都要求磁控管的输出负载尽可能做到匹配,也就是它的电压驻波比应尽可能的小。驻波大不仅反射功率大,使被处理物料实际得到的功率减少,而且会引起磁控管跳模和阴极过热,严重时会损坏管子。跳模时,阳极电流忽然出现跌落。引起跳模的原因除管子本身模式分隔度小外,主要有以下几个方面:(1)电源内阻太大,空载高而激起非π模式。(2)负载严重失配,不利相位的反射减弱了高频场与电子流的相互作用,而不能维持正常的π模振荡。(3)灯丝加热不足,引起发射不足,或因管内放气使阴极中毒引起发射不足,不能提供π模振荡所需的管子电流。为避免跳模的发生,要求电源内阻不能过大,负载应匹配,灯丝加热电流应符合说明书要求。

二、冷却。

冷却是保证磁控管正常管工作的条件之一,大功率磁控管的阳极常用水冷,其阴极灯丝引出部分及输出陶瓷窗同时进行强迫风冷,有些电磁铁也用风冷或水冷。冷却不良将使管子过热而不能正常工作,严重时将烧坏管子。应严禁在冷却不足的条件下工作。

三、合理调整阴极加热功率。

磁控管起振后,由于不利电子回轰阴极使阴极温度升高

而处于过热状态,阴极过热将使材料蒸发加剧,寿命缩短,严重时将烧坏阴极。防止阴极过热的办法是按规定调整降低阴极加热功率。

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。

磁控管由于工作状态的不同可分为脉冲磁控管和连续波磁控管两类。

磁控管由管芯和磁钢(或电磁铁)组成。管芯的结构包括阳极、阴极、能量输出器和磁路系统等四部分。管子内部保持高真空状态。下面分别介绍各部分的结构及其作用。

1.阳极

阳极是磁控管的主要组成之一,它与阴极一起构成电子与高频电磁场相互作用的空间。在恒定磁场和恒定电场的作用下,电子在此空间内完成能量转换的任务。磁控管的阳极除与普通的二极管的阳极一样收集电子外,还对高频电磁场的振荡频率起着决定性的作用。

阳极由导电良好的金属材料(如无氧铜)制成,并设有多个

谐振腔,谐振腔的数目必须是偶数,管子的工作频率越高腔数越多。

阳极谐振腔的型式常为孔槽形、扇形和槽扇型,阳极上的每一个小谐振腔相当于一个并联的2C振荡回路。以槽扇型腔为例,可以认为腔的槽部分主要构成振荡回路的电容,而其扇形部分主要构成振荡回路的电感。

磁控管的阳极由许多谐振腔耦合在一起,形成一个复杂的谐振系统。这个系统的谐振腔频率主要决定于每个小谐振腔的谐振频率,我们也可以根据小谐振腔的大小来估计磁控管的工作频段。

磁控管的阳极谐振系统除能产生所需要的电磁振荡外,还能产生不同特性的多种电磁振荡。为使磁控管稳定的工作在所需的模式上,常用隔型带来隔离干扰模式.隔型带把阳极翼片一个间隔一个地连接起来,以增加工作模式与相邻干扰模式之间的频率间隔。

另外,由于经能量交换后的电子还具有一定的能量,这些电子打上阳极使阳极温度升高,阳极收集的电子越多(即电流越大),或电子的能量越大(能量转换率越低),阳极温度越高,因此,阳极需有良好的散热能力.一般情况下功率管采用强迫风冷,阳极带有散热片.大功率管则多用水冷,阳极上有冷却水套。2.阴极及其引线

磁控管的阴极即电子的发射体,又是相互作用空间的一个组

成部分。阴极的性能对管子的工作特性和寿命影响极大,被视为整个管子的心脏。

阴极的种类很多,性能各异。连续波磁控管中常用直热式阴极,它由钨丝或纯钨丝绕成螺旋形状,通电流加热到规定温度后就具有发射电子的能力。这种阴极具有加热时间短和抗电子轰击能力强等优点,在连续波磁控管中得到广泛的应用。

此种阴极加热电流大,要求阴极引线要短而粗,连接部分要接触良好。大功率管的阴极引线工作时温度很高,常用强迫风冷散热。磁控管工作时阴极接负高压,因此引线部分应有良好的绝缘性能并能满足真空密封的要求。为防止因电子回轰而使阳极过热,磁控管工作稳定后应按规定降低阴极电流以延长使用寿命。

3.能量输出器

能量输出器是把相互作用空间中所产生的微波能输送到负载去的装置。

能量输出装置的作用是无损耗,无击穿地通过微波,保证管子的真空密封,同时还要做到便于与外部系统相连接。

小功率连续波磁控管大多采用同轴输出在阳极谐振腔高频磁场最强的地方。放置一个耦合环,当穿过环面的磁通量变化时,将在环上产生高频感应电流,从而将高频功率引到环外。耦合环面积越大耦合越强。

大功率连续波磁控管常用轴向能量输出器,输出天线通过极靴孔洞连接到阳极翼片上。天线一般做成条状或圆棒也可为锥体。整个天线被输出窗密封。

输出窗常用低损耗特性的玻璃或陶瓷制成。它不须保证微波能量无损耗的通过和具有良好的真空气密性。大功率管的输出窗常用强迫风冷来降低由于介质损耗所产生的热量。

4.磁路系统

磁控管正常工作时要求有很强的恒定磁场,其磁场感应强度一般为数千高斯。工作频率越高,所加磁场越强。

磁控管的磁路系统就是产生恒定磁场的装置。磁路系统分永磁和电磁两大类。永磁系统一般用于小功率管,磁钢与管芯牢固合为一体构成所谓包装式。大功率管多用电磁铁产生磁场,管芯和电磁铁配合使用,管芯内有上、下极靴,以固定磁隙的距离。磁控管工作时,可以很方便的靠改变磁场强度的大小,来调整输出功率和工作频率。另外,还可以将阳极电流馈入电磁线包以提高管子工作的稳定性。

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磁控管工作原理

Theory of Operation A magnetron is a high power microwave oscillator in which the potential energy of an electron cloud near the cathode is converted into r.f. energy in a series of cavity resonators similar to the one shown in Figure 1. As depicted by the low frequency analog, the rear wall of the structure may be considered the inductive portion, and the vane tip region the capacitor portion of the equivalent resonant circuit. The resonant frequency of a microwave cavity is thereby determined by the physical dimension of the resonator together with the reactive effect of any perturbations to the inductive or capacitive portion of the equivalent circuit. This is an important point and will be recalled later. In order to sustain oscillations in a resonant circuit, it is necessary to continuously input energy in the correct phase. Referring to Figure 2, if the instantaneous r.f. field, due to steady state oscillations in the resonator, is in the direction shown, and, an electron with velocity was to travel through the r.f. field such that the r.f. field retarded the electron velocity by an amount, the decrease in electron energy will be exactly offset by an increase in the r.f. field strength. In a magnetron, the source of electrons is a heated cathode located on the axis of an anode structure containing a number of microwave resonators. See Figure 3. Electrons leave the cathode and are accelerated toward the anode, due to the dc field established by the voltage source E. The presence of a strong magnetic field B in the region between cathode and anode produces a force on each electron which is mutually perpendicular to the dc field and the electron velocity vectors, thereby causing the electrons to spiral away from the cathode in paths of varying curvature, depending upon the initial electron velocity a the time it leaves the cathode. As this cloud of electrons approaches the anode, it falls under the influence of the r.f. fields at the vane tips, and electrons will either be retarded in velocity, if they happen to face an opposing r.f.field, or accelerated if they are in the vicinity of an aiding r.f. field. Since the force on an electron due to the magnetic field B is proportional to the electron velocity through the field, the retarded velocity electrons will experience less "curling force" and will therefore drift toward the anode, while the accelerated velocity electrons will curl back away from the anode. The result is an automatic collection of electron "spokes" as the cloud nears the anode (see Figure 4), with each spoke located at a resonator having an opposing r.f. field.On the next half cycle of r.f. oscillation, the r.f. field pattern will have reversed polarity and the spoke pattern will rotate to maintain its presence in an opposing field. The "automatic" synchronism between the electron spoke pattern and the r.f. field polarity in a crossed field device allows a magnetron to maintain relatively stable operation over a wide range of applied input parameters. For example, a magnetron designed for an output power of 200 kw peak will operate quite well at 100 kw peak output by simply reducing the modulator drive level. Magnetron Theory of Operation 150 Sohier Road Beverly, Massachusetts 01915Phone: 978-922-6000 Fax: 978-922-2736E-Mail: marketing@https://www.doczj.com/doc/ef4655093.html, Internet: https://www.doczj.com/doc/ef4655093.html,/bmd

MOS管工作原理及芯片汇总

MOS管工作原理及芯片汇总 一:MOS管参数解释 MOS管介绍 在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候,一般都要考虑MOS的导通电阻,最大电压等,最大电流等因素。 MOSFET管是FET的一种,可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道共4种类型,一般主要应用的为增强型的NMOS管和增强型的PMOS管,所以通常提到的就是这两种。 这两种增强型MOS管,比较常用的是NMOS。原因是导通电阻小且容易制造。所以开关电源和马达驱动的应用中,一般都用NMOS。 在MOS管内部,漏极和源极之间会寄生一个二极管。这个叫体二极管,在驱动感性负载(如马达),这个二极管很重要,并且只在单个的MOS管中存在此二极管,在集成电路芯片内部通常是没有的。 MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,这不是我们需要的,而是由于制造工艺限制产生的。寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些,但没有办法避免。 MOS管导通特性 导通的意思是作为开关,相当于开关闭合。 NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到一定电压(如4V或10V, 其他电压,看手册)就可以了。PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS。 MOS开关管损失 不管是NMOS还是PMOS,导通后都有导通电阻存在,因而在DS间流过电流的同时,两端还会有电压,这样电流就会在这个电阻上消耗能量,这部分消耗的能量叫做导通损耗。选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。现在的小功率M OS管导通电阻一般在几毫欧,几十毫欧左右 MOS在导通和截止的时候,一定不是在瞬间完成的。MOS两端的电压有一个下降的过程,流过的电流有一个上升的过程,在这段时间内,MOS管的损失是电压和电流的乘积,叫做开关损失。通常开关损失比导通损失大得多,而且开关频率越快,导通瞬间电压和电流的乘积很大,造成的损失也就很大。降低开关时间,可以减小每次导通时的损失;降低开关频率,可以减小单位时间内的开关次数。这两种办法都可以减小开关损失。 MOS管驱动 MOS管导通不需要电流,只要GS电压高于一定的值,就可以了。但是,我们还需要速度。

MOS管工作原理及其驱动电路

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微波炉原理

微波炉原理 概述 微波能量是由微波发生器产生的,微波发生器包括微波管和微波管电源两个部分。其中微波管电源(简称电源或微波源)的作用是把常用的交流电能变成直流电能,为微波管的工作创造条件。微波管是微波发生器的核心,它将直流电能转变成微波能。 微波管有微波晶体管和微波电子管两大类。微波晶体管输出功率较小,一般用于测量和通讯等领域。微波电子管种类很多,常用的有磁控管、速调管、行波管等。它们的工作原理不同、结构不同、性能各异,在雷达、导航、通讯、电子对抗和加热,科学研究等方面都得到广泛的应用。由于磁控管的结构简单、效率高、工作电压低、电源简单和适应负载变化的能力强,因而特别适用于微波加热和微波能的其他应用。磁控管由于工作状态的不同可分为脉冲磁控管和连续波磁控管两类。微波加热设备主要工作于连续波状态,所以多用连续波磁控管。 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。磁控管种类很多,这里主要介绍多腔连续波磁控管。 磁控管由管芯和磁钢(或电磁铁)组成。管芯的结构包括阳极、阴极、能量输出器和磁路系统等四部分。管子内部保持高真空状态。下面分别介绍各部分的结构及其作用。 1 阳极 阳极是磁控管的主要组成之一,它与阴极一起构成电子与高频电磁场相互作用的空间。在恒定磁场和恒定电场的作用下,电子在此空间内完成能量转换的任务。磁控管的阳极除与普通的二极管的阳极一样收集电子外,还对高频电磁场的振荡频率起

着决定性的作用。 阳极由导电良好的金属材料(如无氧铜)制成,并设有多个谐振腔,谐振腔的数目必须是偶数,管子的工作频率越高腔数越多。阳极谐振腔的型式常为孔槽形、扇形和槽扇型,阳极上的每一个小谐振腔相当于一个并联的2C振荡回路。以槽扇型腔为例,可以认为腔的槽部分主要构成振荡回路的电容,而其扇形部分主要构成振荡回路的电感。由微波技术理论可知,谐振腔的谐振频率与腔体的几何尺寸成反比。腔体越大其工作频率越低。于是,我们可以根据腔体的尺寸来估计它的工作频段。磁控管的阳极由许多谐振腔耦合在一起,形成一个复杂的谐振系统。这个系统的谐振腔频率主要决定于每个小谐振腔的谐振频率,我们也可以根据小谐振腔的大小来估计磁控管的工作频段。 磁控管的阳极谐振系统除能产生所需要的电磁振荡外,还能产生不同特性的多种电磁振荡。为使磁控管稳定的工作在所需的模式上,常用"隔型带"来隔离干扰模式.隔型带把阳极翼片一个间隔一个地连接起来,以增加工作模式与相邻干扰模式之间的频率间隔。 另外,由于经能量交换后的电子还具有一定的能量,这些电子打上阳极使阳极温度升高,阳极收集的电子越多(即电流越大),或电子的能量越大(能量转换率越低),阳极温度越高,因此,阳极需有良好的散热能力.一般情况下功率管采用强迫风冷,阳极带有散热片.大功率管则多用水冷,阳极上有冷却水套。 2 阴极及其引线 磁控管的阴极即电子的发射体,又是相互作用空间的一个组成部分。阴极的性能对管子的工作特性和寿命影响极大,被视为整个管子的心脏。 阴极的种类很多,性能各异。连续波磁控管中常用直热式阴极,它由钨丝或纯钨丝绕成螺旋形状,通电流加热到规定温度后就具有发射电子的能力。这种阴极具有加热时间短和抗电子轰击能力强等优点,在连续波磁控管中得到广泛的应用。

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回转窑的结构及工作原理概述21页

回转窑的结构及工作原理概述 回转窑的结构及工作原理概述 回转窑的筒体由钢板卷制而成,筒体内镶砌耐火衬,且与水平线成规定的斜度,由3个轮带支承在各挡支承装置上,在入料端轮带附近的跨内筒体上用切向弹簧板固定一个大齿圈,其下有一个小齿轮与其啮合。正常运转时,由主传动电动机经主减速器向该开式齿轮装置传递动力,驱动回转窑。 物料从窑尾(筒体的高端)进入回转窑内煅烧。由于筒体的倾斜和缓慢的回转作用,物料既沿圆周方向翻滚又沿轴向(从高端向低端)移动,继续完成其工艺过程,最后,生成熟料经窑头罩进入冷却机冷却。 燃料由窑头喷入窑内,燃烧产生的废气与物料进行交换后,由窑尾导出。本设计不含燃料的燃烧器。 该窑在结构方面有下列主要特点: 1、简体采用保证五项机械性能(σa、σb、σ%、αk和冷弯试验)的 20g及Q235-B钢板卷制,通常采用自动焊焊接。筒体壁厚:一般为25mm,烧成带为32mm,轮带下为65mm,由轮带下到跨间有38mm厚的过渡段节,从而使筒体的设计更为合理,既保证横截面的刚性又改善了支承装置的受力状态。

2、在筒体出料端有耐高温、耐磨损的窑口护板,筒体窑尾端由一米长1Cr18Ni9Ti钢板制作。其中窑头护板与冷风套组成分格的套筒空间,从喇叭口向筒内吹冷风冷却窑头护板的非工作面,以有利该部分的长期安全工作,在筒体上套有三个矩形实心轮带。轮带与筒体垫板间的间隙由热膨胀量决定,当窑正常运转时,轮带能适度套在筒体上,以减少筒体径向变形。 3、传动系统用单传动,由变频电动机驱动硬齿面三级圆柱齿轮减速器,再带动窑的开式齿轮副,该传动装置采用胶块联轴器,以增加传动的平稳性,设有连接保安电源的辅助传动装置,可保证主电源中断时仍能盘窑操作,防止筒体弯曲并便利检修。 4、回转窑窑头密封采用罩壳气封、迷宫加弹簧刚片双层柔性密封装置。通过喇叭口吹入适量的冷空气冷却护板,冷空气受热后从顶部排走;通过交迭的耐热弹簧钢片下柔性密封板压紧冷风套筒体,保证在窑头筒体稍有偏摆时仍能保持密封作用。 5、回转窑窑尾密封采用钢片加石墨柔性密封。该装置安装简单方便,使用安全可靠。 回转窑的主要结构 回转窑窑体的主要结构包括有: 1.窑壳,它是回转窑(旋窑)的主体,窑壳钢板厚度在40mm 左右的钢板,胎环的附近,因为承重比较大,此处的窑壳钢板要厚一些。窑壳的内部砌有一层200mm左右的耐火砖。窑壳在运转的时候,由于高

格兰仕微波炉控制电路分析

本文以格兰仕750BS微波炉为例,分析控制电路工作原理及简单故障的排 除方法。 一、工作原理 图1是接线电路原理图。220交流电经高压变压器TH变换,在次级获得3.4V灯丝电压和1.8kV的高压。3.4V灯丝电压直接加至磁控管V的灯丝(阴极),1.8kV高压经R、c、D等组件作倍压整流过后,升成约4kV的直流高压加至磁控管阳极,磁控管向炉内发射2450MHz的微波。 二、控制原理 关闭炉门后,sl闭合S3从AC点转换到AB点,s2闭合接地(见图2控制电路原理图),Q3因b极变为低电位而正偏导通,+5V经Q3的e、c极,R7、R8分压加至CPU(TMP47C400BN-RH31)13脚,cPu检测到闭门信号后,处于等待工作指令状态。 当需要微波工作时,通过键盘控制使cPu 15脚由高阻状态(高电平)变为低阻状态(低电平),Q4的b极由高电位变为低电位而正偏导通;与此同时,cPu 14脚也输出一脉冲信号,经D11整流,R23、R20分压加至Q13的b极,触发Q13导通,Q13导通又使Q14正偏导通,+14V电压经R11、R18分压后从Q14的e、c加至Q13的b极,这一结果又使Q13进一步导通,也即Q13、Q14与CPU 16脚共同构成锁定状态。由于Q14的导通,也使Q6的b极由高电位变为低电位而正偏导通;此时,电流经继电器J2,R42,Q4的e、c极,Q6的e、c极,D10、s2到地,J2吸合,也即RY2触点接通,变压器TH通电工作。 当需要烧烤时,15脚恢复高电平,停止微波工作部分;cPu的12脚输出低电平,控制Q5导通,J3吸合也即RY3接通,220V交流电直接加至石英发热管进行加热。 同时,在微波炉进入工作状态时,cPu②脚会自动输出一低电平信号给Q7,使Q7导通,继电器J1吸合,RY1接通,使炉灯点亮,转盘、风扇电机同时转动。 三、故障检修 [故障1]微波炉不工作,无任何显示。 检修:打开机盖,发现6A保险管已烧断发黑。测变压器初级绕组约2Ω,次级高压绕组为103.5Ω,灯丝绕组约0.8Ω,均正常。换上新保险管,通电后炉灯亮,关闭炉门,一拨到微波工作便烧保险管,而烧烤正常。检查原因是D1击穿,换上同型号非对称整流器后工作正常。 小结:在微波炉正常工作时,次级输出1.8kV交流高压,在正半周,高压线圈“f”端将向电容器C充电,在负半周时,变压器高压绕组电压与电容两端的电压叠加后(约4kV)共同加至磁控管。由于D1击穿短路,使电流直接经D2入地,磁控管因无高压而不工作,同时因过流而烧毁保险管。 [故障2]拨到微波挡后。炉灯亮,转盘、风扇正常运转,但不加热(无微波发出)。不一会儿机内冒烟。 检修:拆机观察变压器漆包线因温度过高而冒烟。断开高压,测各绕组及R、C、D等均正常,在将电容器放电时,发现并无充电高压火花,怀疑磁控管损坏,换上新磁控管后,工作正常。 小结:由磁控管过载运行(炉内食物过少)损坏而工作异常的概率远大于变压器自身损坏的情况。

MOS管工作原理详细讲解..

详细讲解MOSFET管驱动电路 在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候,大部分人都会考虑MOS 的导通电阻,最大电压等,最大电流等,也有很多人仅仅考虑这些因素。这样的电路也许是可以工作的,但并不是优秀的,作为正式的产品设计也是不允许的。 下面是我对MOSFET及MOSFET驱动电路基础的一点总结,其中参考了一些资料,非全部原创。包括MOS管的介绍,特性,驱动以及应用电路。 1,MOS管种类和结构 MOSFET管是FET的一种(另一种是JFET),可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道共4种类型,但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P 沟道MOS管,所以通常提到NMOS,或者PMOS指的就是这两种。 至于为什么不使用耗尽型的MOS管,不建议刨根问底。 对于这两种增强型MOS管,比较常用的是NMOS。原因是导通电阻小,且容易制造。所以开关电源和马达驱动的应用中,一般都用NMOS。下面的介绍中,也多以NMOS为主。 MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,这不是我们需要的,而是由于制造工艺限制产生的。寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些,但没有办法避免,后边再详细介绍。 在MOS管原理图上可以看到,漏极和源极之间有一个寄生二极管。这个叫体二极管,在驱动感性负载(如马达),这个二极管很重要。顺便说一句,体二极管只在单个的MOS管中存在,在集成电路芯片内部通常是没有的。 2,MOS管导通特性 导通的意思是作为开关,相当于开关闭合。 NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到4V或10V就可以了。

微波炉构造(图文)

微波炉的维修技巧 (一)机盖折装 我们修理部常常接收到自已折看过的微波炉。怎知道他折过?因为盖板和机壳的雌雄接口没有对好,露出一条好宽的缝。好在坏了,不然严重微波泄漏伤人! 折开机盖是方便的,几个螺钉全在两侧面及后背的左右和上边。不过要看清楚,有的厂家在不同处用两种螺纹不同的螺钉。记好了,装上时别弄错。螺钉要放入固定的盒里,别丢了。 下了螺钉后,可取下铁皮盖板。 左手按住炉身,右手先将盖板后部向上抬起10----20度角,用力住后拉出。 装上盖板可要注意了。盖板和炉身结合处是有雌雄口的。盖板上右侧面上的雌接口(那你再仔细找找炉身上的雄接口)。 第一步,左手按住盖板前上部,右手住前推到底,从炉身正面看,背部左上角拧一个螺钉(不要太紧)。 第二步,右手微微抬起盖板右边后部,左手按住盖板右侧前下部,右手再将盖板压下前推.使右侧盖板和机身的雌雄接口吻合.拧好右侧螺钉. 第三步,松开第一步拧的螺钉,交换两手,用同样的方法,使左侧盖板和机身 的雌雄接口吻合.拧好所有螺钉.装盖完成! (二)看图识件 下面以格兰仕wp700---900微波炉为例,结合电路图中的电路符号和实物,讲解各元器件物理性能和在电路中的作用,以及好坏的检测方法。根据我们的经验,认为只有对电路和元器件认识充分,才能在修理中得心应手。 1,高压变压器 变压器的文字符号是t,电路符号见下图右上角。高压变压器的作用是给磁控管提供工作电压。高压变压器初级通市电220v交流电,次级有两组,一组提供3。4v灯丝电压,另一组提供2000v左右高压。 判断高压变压器好坏的方法有两种: a,在微波炉工作时检查。(下面详细介绍,读者千万等待一下,微波泄漏要伤身!!!) b,在微波炉不工作时检查。先将变压器的连线断开,用万用表的电阻档测。初级绕组2。2欧左右,高压绕组130欧左右,为正常。高压绕组一端通地的,要测高压绕组的电阻,将一个表笔接在底板上;另一表笔接与高压二极管的连线上。灯丝绕组太粗太短,不好测,也不常坏。 高压变压器是贵重元件,又是易损元件。很有可能出现:高压线漏电,短路,烧断。我们还在修理中发现,初级线竟用铝包线做的,与插片的焊接点常有接触不良毛病。 2,高压电容器 高压电容器在微波炉里的位置,是固定在微波炉的底板上。和高压二极管,高压保险丝靠得很近。 高压电容器的文字符号是c,电路图符号是两根平行竖线。 高压电容器的耐压是交流2100v,容量1微法。里面有个放电电阻,是一个特殊的电容器。不要买错啊。

微波炉磁控管的判别方法

微波炉磁控管的判别方法: 1、关机后,将高压电容放电,拔下磁控管。 2、用万用表x1欧电阻档测两灯丝脚,阻值应<1欧。 3、用x10k档测任一灯丝脚对地都是…无穷大?。 4、拔掉磁控管灯丝任一端,通电,开机让其在正常状态下工作约2秒,立即关机(拔掉电源插头),并迅速测量高压电容对“地”的电压(用1000V档测),应有500V(等的时间长短不一,电压值也不一样)电压并很快下降。若是这样,则更换磁控管。 5、若2项不正常,则直接换磁控管。若3项不正常则应检查:高压保险丝、电容、变压器等。 微波炉磁控管的检测方法: 磁控管是微波炉的关键器件,主要由管芯和磁铁两部分构成,如图1。管芯由阴极、灯丝、阳极、天线(波导管)等构成。其工作原理是:在接通电源后,高压变压器次级灯丝线圈两端产生的3.3V交流电给磁控管灯丝供电。与此同时,高压绕组产生的约2000V交流高压经高压电容限流,二极管整流后得到约2000V的直流高压加至磁控管阳极,形成加速电场(阳极接地,实际上是阴极为负2000V,见图2),使阴极(分直热式和间热式两种,图2中为直热式)发射的电子向阳极加速运动。在电子向阳极加速运动的过程中还要受到永久磁铁所形成的垂直方向上的强磁场作用,因此电子是边旋转边向阳极加速运动(就像子弹在枪管中的运动一样),旋转速度也不断变快。阳极做成内齿轮状(见图lb),形成偶数个空腔,称为谐振腔。每个谐振腔就是一个微波谐振器,其谐振频率取决于谐振腔尺寸。电子在通过扇形谐振腔时会发生振荡.且频率不断升高。当频率达到2400MHz以后便形成微波,由波导管口发射,再传输到炉膛内对食品加热。

磁控管的好坏主要是测量灯丝(对于直热式就是阴极,目前绝大多数为直热式).包括用磁棒作铁芯的电感线圈是否断路,也就是磁控管上灯丝引线端之间应是通的(但对外壳阻值应无穷大),正常阻值应小于1Ω。这也是判别是否衰老的标志,此值越小越好,大于1Ω说明已衰老。对于磁控管,目前尚无统一标称型号,比如同一型号格兰仕WD700型微波炉有的用的是东芝进口管,型号为2M253K.而有的用国产管,型号则为M24FB-210A。代换时最好注意功率与安装脚位与原管一致。功率过小,达不到原来加热效果(虽然磁控管功率有一定调节余地);过大,可能损坏高压转换器或高压整流二极管。另外,对于高压保险管的特征.主要是外形较长(4cm),具有延时特性,装在特制的绝缘保险盒内,不能用普通保险管代替。有人用彩电用的3.15A的延时保险管代替,不仅熔断电流太大,起不到保险作用,且其长度较短不符高压要求。

微波炉磁控管磁路仿真系统说明书

第一章前言 1.1 项目背景 微波炉作为一种新型的厨具。它采用电磁感应电流(又称涡流)的加热原理打破了传统的明火烹调方式,微波炉的交变磁场是通过电子线路板组成部分来产生、当用含铁质锅具底部放置炉面时,锅具即切割交变磁力线的交变的电流(即涡流)在锅具底部金属部分产生,电磁感应电流使锅具铁分子无规则高速运动,其热能是因为分子相互碰撞、摩擦产生(故微波炉煮食的热源来自于锅具底部而不是微波炉本身发热传导给锅具,所以热效率要比所有饮具的效率均高出近1倍)来实现器具本身自行高速发热,用来加热和烹饪食物,从而达到煮食的目地。 1.2微波炉简介 1.2.1微波炉的基本工作原理 微波炉主要由交流进线电路、电源电路、LC振荡电路、功率控制电路、整流电路、EMC防护电路、滤波电路、同步电路、控制及显示电路、电压检测电路、锅具检测电路、过零检测电路、电流检测电路、主控CPU电路、高低压保护电路、IGBT模块等组成。图1.1为微波炉的工作原理框图

1.2.2微波炉的基本组成 1.加热部分:微波炉有搁板在锅体下面,也有励磁线圈。对锅体进行加热是根据电磁感应产生涡电流。 2.控制部分:主要有电源开关,功率选择钮,温度调节按钮等。由内部的控制电路来控制。 3.冷却部分:采用风冷的方式。炉身的侧面有进风口和出风口,内部有风扇。 4.电气部分:由整流电路、逆变电路、控制回路、继电器、电风扇等组成。 5.烹饪部分:主要包括各种炊具,供用户使用。 1.2.3微波炉的优缺点 微波炉作为一种新型的厨具,具有以下优点。 1.高效节能:微波炉降低了损耗,是因为其使锅具自身发热,大大提高了热效率,热效率可达到85%~99%,与传统加热方式不同,与电炉、液化气炉等炉具相比,节省了大量的能源。如图1.2所示 2.智能烹饪:智能控制是利用单片机进行,无须看管,具有定时预约功能,来实现自动烹饪的功能。 3.安全可靠:通过了国家安全验证,使用安全可靠。 4.环保卫生:锅具可实现自身发热,不会产生热辐射,并且不排放烟尘和一氧化碳等废气,使烹饪环境更加环保卫生。 5.携带方便:重量轻、体积小,便于携带。 但微波炉不仅会产生一定的电磁干扰在其工作时,而且其散热系统也会产生一定的噪声[2]。

MOS管工作原理动画示意图也有N沟道和P沟道两类

MOS管工作原理动画示意图也有N沟道和P沟道两类 绝缘型场效应管的栅极与源极、栅极和漏极之间均采用SiO2绝缘层隔离,因此而得名。又因栅极为金属铝,故又称为MOS管。它的栅极-源极之间的电阻比结型场效应管大得多,可达1010Ω以上,还因为它比结型场效应管温度稳定性好、集成化时温度简单,而广泛应用于大规模和超大规模集成电路中。 与结型场效应管相同,MOS管工作原理动画示意图也有N沟道和P沟道两类,但每一类又分为增强型和耗尽型两种,因此MOS管的四种类型为:N沟道增强型管、N沟道耗尽型管、P沟道增强型管、P沟道耗尽型管。凡栅极-源极电压UGS为零时漏极电流也为零的管子均属于增强型管,凡栅极-源极电压UGS为零时漏极电流不为零的管子均属于耗尽型管。 根据导电方式的不同,MOSFET又分增强型、耗尽型。所谓增强型是指:当VGS=0时管子是呈截止状态,加上正确的VGS后,多数载流子被吸引到栅极,从而“增强”了该区域的载流子,形成导电沟道。 N沟道增强型MOSFET基本上是一种左右对称的拓扑结构,它是在P型半导体上生成一层SiO2 薄膜绝缘层,然后用光刻工艺扩散两个高掺杂的N型区,从N型区引出电极,一个是漏极D,一个是源极S。在源极和漏极之间的绝缘层上镀一层金属铝作为栅极G。当VGS=0 V时,漏源之间相当两个背靠背的二极管,在D、S之间加上电压不会在D、S 间形成电流。 当栅极加有电压时,若0VGS(th)时( VGS(th)称为开启电压),由于此时的栅极电压已经比较强,在靠近栅极下方的P型半导体表层中聚集较多的电子,可以形成沟道,将漏极和源极沟通。如果此时加有漏源电压,就可以形成漏极电流ID。在栅极下方形成的导电沟道中的电子,因与P型半导体的载流子空穴极性相反,故称为反型层。随着VGS的继续增加,ID

微波炉磁控管结构

微波炉磁控管结构 微波炉磁控管结构 微波炉加热、烹饪食物所需的微波能量是由核心元件——磁控管产生的。目前广泛应用于微波炉的是连续波强迫风冷型磁控管,其基本结构剖视如图所示。由右图 可见,磁控管是由阴极(灯丝)、阳极、环形磁钢、耦合环、天线(即微波能量输出器)、散热器和灯丝插头等组成。其中阳极呈圆筒状,通常用铜材制成,筒中多个翼片将阳极分割成十几个扇形空间,每个扇形空间就是一个阳极谐振腔,其谐振频率即磁控管的工作频率,一般为2450MHz左右。在阳极的外壳嵌套了一对环形永久磁钢,磁钢形成的磁场用于控制阳极腔内的微波振荡能量。阳极输出的微波能量通过一根环状金属管(即耦合环)传送到天线,再由天线向炉内发送微波能,对食物进行加热。 磁控管的微波转换效率为70%左右,工作时其余30%左右的功率变成了热量,在管子上耗散,因功率大、温升较高,所以微波炉中都设置了冷却风扇,对磁控管进行强迫风冷散热,以防止过热损坏。 微波炉磁控管的灯丝工作电压一般为交流3.3V,电流10A左右;阳极(对阴极)电压为直流4000V左右。磁控管通电工作时,灯丝被加热,同时在阴极(灯丝)与阳极间形成高压电场,在电场作用下,阴极向阳极发射电子,阳极接收到电子而产生阳极电流。电子在到达每个扇形阳极谐振腔时,按其谐振频率振荡,同时因环形磁钢产生的恒定磁场垂直于高压电场方向,在该磁场作用之下,电子沿着阴极、阳极间的圆周空间作摆轮曲线运动,形成一个积聚能量的旋转电子云,并向阳极不断输送,从而在阳极上获得稳定的每秒振动频率约为24.5亿次的微波振荡能量。微波能量的大小主要取决于阳极电压的高低和磁场的强弱,由于环形磁钢的磁场强度恒定,故而微波输出功率主要与阳极电压相关。但若磁钢因故破裂或磁性明显衰退,就会引起磁控管输出功率减小,微波炉加热效果变差,出现加热慢、火力不足等故障,维修时一定要注意这方面的问题。磁控管工作时的动态导通内阻很小,阳极电压的波动对微波输出功率影响很大,这将明显影响微波炉的加热性能。为了避免因电源电

mos管的结构和工作原理

在P型衬底上,制作两个高掺杂浓度的N型区,形成源极(Source)和漏极(Drian),另外一个是栅极(Gate).当 Vi=VgsVgs并且在Vds较高的情况下,MOS管工作在 恒流区,随着Vi的升高Id增大,而Vo随这下降。 常用逻辑电平:TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL(Emitter Coupled Logic)、PECL(Pseudo/Positive Emitter Coupled Logic)、LVDS(Low Voltage Differential Signaling)、GTL(Gunning Transceiver Logic)、BTL(Backplane Transceiver Logic)、ETL(enhanced transceiver logic)、GTLP(Gunning Transceiver Logic Plus);RS232、RS422、RS485(12V,5V,3.3V);TTL和CMOS不可以直接互连,由于TTL是在0.3-3.6V之间,而CMOS则是有在12V的有在5V的。CMOS输出接到TTL是可以直接互连。TTL接到CMOS需要在输出端口加一上拉电阻接到5V或者12V。 cmos的高低电平分别 为:Vih>=0.7VDD,Vil<=0.3VDD;Voh>=0.9VDD,Vol<=0.1VDD. ttl的为:Vih>=2.0v,Vil<=0.8v;Voh>=2.4v,Vol<=0.4v. 用cmos可直接驱动ttl;加上拉电阻后,ttl可驱动cmos. 1、当TTL电路驱动COMS电路时,如果TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平(一般为3.5V),这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻,以提高输出高电平的值。 2、OC门电路必须加上拉电阻,以提高输出的搞电平值。

微波原理与技术教学大纲

《微波原理与技术》教学大纲 一、说明 1.本课程的任务在于研究微波技术的基本概念和基本分析方法。初步认识一些微波网络和微波器件,经适当的数学分析求解,对所得结果给以物理解释,赋予物理意义。 通过课程的学习,希望激发起同学们对微波学科方向的学习兴趣和热情,使他们有信心也有能力逐步适应这一领域的发展需要。 2.微波通信技术的发展日新月异,不可能在课堂上灌输全部知识。故在讲解本课程时,不必逐章逐节地依次讲解课本。在符合教学大纲的前提下,完全可以在内容的取舍、讲解的次序以及阐明问题的方法上,采用不同的做法。最好多留一部分内容让学生自学,以培养学生的独立自学能力。同时指导学生多读一些参考书,以便开阔思路,学得更活。 3.学习本课程,应有一定的数学基础和电磁场分析基础。本课程涉及的前序学科内容主要包括:高等数学、线性代数、复变函数、信号与线性系统与电磁场等等。在讲解这门课程时,将直接引用有关学科的结论。在运用这些数学工具时,注重解决工程问题,加强物理概念的解释。本课程与电磁场分析基础联系比较密切。 二、讲授大纲 第一章:绪论 内容简介: 本章扼要的介绍了什么微波,微波的特点及其主要应用。 教学要求:在学完本章之后,应当对微波的频谱范围及其特点有比较清楚的认识,对本门课程所要研究的对象有一般的了解。 第一节:通信的需求和电磁波波谱的开括 主要内容:简述什么是微波。 第二节:微波的特点 主要内容:简述微波不同于其他传送方式的九大特点。 第三节:微波的发展历史 主要内容:简述微波技术发展的几大历程。 第四节:微波的应用 主要内容:简述微波技术在各个领域的应用。 第一部分:微波技术的基本理论 第二章:传输线的基本理论 内容简介:本章将研究微波传输线的基本理论,即通过麦斯韦方程组对微波传输线的稳定正弦状态及其参数进行分析;并介绍一种简易的传输线分析方法(史密斯圆图)。 教学要求:熟练掌握通过史密斯圆图分析法,并熟悉各类传输线参数的分析方法。

N沟道和P沟道MOS管工作原理

MOS/CMOS集成电路简介及N沟道MOS管和P沟道MOS管 在实际项目中,我们基本都用增强型mos管,分为N沟道和P沟道两种。 我们常用的是NMOS,因为其导通电阻小,且容易制造。在MOS管原理图上可以看到,漏极和源极之间有一个寄生二极管。这个叫体二极管,在驱动感性负载(如马达),这个二极管很重要。顺便说一句,体二极管只在单个的MOS管中存在,在集成电路芯片内部通常是没有的。 1.导通特性 NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低

端驱动),只要栅极电压达到4V或10V就可以了。 PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS。 2.MOS开关管损失 不管是NMOS还是PMOS,导通后都有导通电阻存在,这样电流就会在这个电阻上消耗能量,这部分消耗的能量叫做导通损耗。选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。现在的小功率MOS管导通电阻一般在几十毫欧左右,几毫欧的也有。 MOS在导通和截止的时候,一定不是在瞬间完成的。MOS两端的电压有一个下降的过程,流过的电流有一个上升的过程,在这段时间内,MOS管的损失是电压和电流的乘积,叫做开关损失。通常开关损失比导通损失大得多,而且开关频率越高,损失也越大。 导通瞬间电压和电流的乘积很大,造成的损失也就很大。缩短开关时间,可以减小每次导通时的损失;降低开关频率,可以减小单位时间内的开关次数。这两种办法都可以减小开关损失。 3.MOS管驱动 跟双极性晶体管相比,一般认为使MOS管导通不需要电流,只要GS电压高于一定的值,就可以了。这个很容易做到,但是,我们还需要速度。 在MOS管的结构中可以看到,在GS,GD之间存在寄生电容,而MOS管的驱动,实际上就是对电容的充放电。对电容的充电需要一个电流,因为对电容充电瞬间可以把电容看成短路,所以瞬间电流会比较大。选择/设计MOS管驱动时第一要注意的是可提供瞬间短路电流的大小。 第二注意的是,普遍用于高端驱动的NMOS,导通时需要是栅极电压大于源极

微波炉磁控管原理与结构

微波炉磁控管原理与结构 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。 磁控管由于工作状态的不同可分为脉冲磁控管和连续波磁控管两类。 磁控管由管芯和磁钢(或电磁铁)组成。管芯的结构包括阳极、阴极、能量输出器和磁路系统等四部分。管子内部保持高真空状态。下面分别介绍各部分的结构及其作用。 1.阳极 阳极是磁控管的主要组成之一,它与阴极一起构成电子与高频电磁场相互作用的空间。在恒定磁场和恒定电场的作用下,电子在此空间内完成能量转换的任务。磁控管的阳极除与普通的二极管的阳极一样收集电子外,还对高频电磁场的振荡频率起着决定性的作用。 阳极由导电良好的金属材料(如无氧铜)制成,并设有多个谐振腔,谐振腔的数目必须是偶数,管子的工作频率越高腔数越多。 阳极谐振腔的型式常为孔槽形、扇形和槽扇型,阳极上的每一个小谐振腔相当于一个并联的2C振荡回路。以槽扇型腔为

例,可以认为腔的槽部分主要构成振荡回路的电容,而其扇形部分主要构成振荡回路的电感。 磁控管的阳极由许多谐振腔耦合在一起,形成一个复杂的谐振系统。这个系统的谐振腔频率主要决定于每个小谐振腔的谐振频率,我们也可以根据小谐振腔的大小来估计磁控管的工作频段。 磁控管的阳极谐振系统除能产生所需要的电磁振荡外,还能产生不同特性的多种电磁振荡。为使磁控管稳定的工作在所需的模式上,常用隔型带来隔离干扰模式.隔型带把阳极翼片一个间隔一个地连接起来,以增加工作模式与相邻干扰模式之间的频率间隔。 另外,由于经能量交换后的电子还具有一定的能量,这些电子打上阳极使阳极温度升高,阳极收集的电子越多(即电流越大),或电子的能量越大(能量转换率越低),阳极温度越高,因此,阳极需有良好的散热能力.一般情况下功率管采用强迫风冷,阳极带有散热片.大功率管则多用水冷,阳极上有冷却水套。 2.阴极及其引线 磁控管的阴极即电子的发射体,又是相互作用空间的一个组成部分。阴极的性能对管子的工作特性和寿命影响极大,被视为整个管子的心脏。 阴极的种类很多,性能各异。连续波磁控管中常用直热式阴极,它由钨丝或纯钨丝绕成螺旋形状,通电流加热到规定温度

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