微波炉为什么要用磁控管?

电器工程 高频 微波 信号论 截止频率 频率合成
2022-01-26 16:55:29

随着固态电子学和信号处理方面的巨大进步,简单地获取频率接近 1 MHz 的高幅度信号并使用二极管和频率滤波器 (LC/RLC) 将信号相乘不是比使用磁控管更容易吗?

由于在倍频中幅度减半,我们可以为低原始频率采用更高的幅度,这比放大非常高频的信号更容易做到。

3个回答

磁控管便宜、可靠、效率很高(65% 左右,而且它们可以承受高温,因此很容易散热),并且采用成熟的技术制造。它们还可以合理地容忍 VSWR 问题(例如,如果用户没有在烤箱中放置适当的负载)。如果没有昂贵的机械调谐,它们实际上不允许频率发生太大变化,而这在消费烤箱中是不可用的——因此驻波往往会出现在烤箱中。

要获得 1000W 的微波功率,任何其他方式都会更昂贵,也可能更脆弱。今天可以,但是太贵了。当然,半导体制造商一直在寻找下一个大市场,但我认为烤箱市场将不得不等待更多年。它们可能具有的少数优点之一是允许调制频率,这可以减少或消除对转盘和搅拌器的需求。然而,这可能会对烤箱设计的其他领域产生影响,例如门,它旨在衰减一个特定的频率。

家用微波炉煮饭需要大功率和高频率来激发水分子。不需要高稳定性,因为水的能量吸收光谱很宽。( 1 , 2 ) 磁控管的成本很低。家用微波炉的低价和低占空比意味着即使磁控管输出下降,它们也应该可以使用很多年。

对于线性电路,在最好的情况下,您可以将50%的输入功率传递给波,而其他 50% 的能量会加热您的电路。https://www.microwaves101.com/encyclopedias/maximum-power-transfer-theorem

对于大功率放大器(有一些技巧),功率效率约为 70-80%,例如在 B 类放大器中。它随负载的阻抗而变化。对于这个例子,改变食物条件会为电路产生一个新的阻抗,这会改变效率。

因此,当您传递高能量时,坚硬的机械体可以承受温度。

这是一种廉价的技术,它的历史比许多已知的电路都要长。