CN102843799B - 一种微波炉电磁泄漏抑制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微波炉电磁泄漏抑制装置，其特征在于，该装置包括箱体缝隙屏蔽部件、箱体孔洞屏蔽金属丝网、金属隔离罩和金属隔离墙；其中：箱体缝隙屏蔽部件为单边锯齿型铍铜簧片（1），箱体孔洞屏蔽金属丝网设置在电磁炉炉壁两侧圆孔区域；金属隔离罩（15）通过上端、底部的两个螺孔与低电压电路单元的装配盒进行装配，从而将金属隔离罩（15）覆盖在低电压电路单元外；金属隔离墙（19）设置于微波发射传输通道（18）未端的微波搅波器（7）底部，本发明降低了对微波炉壳体缝隙屏蔽的难度，抑制和减少了微波炉的90%高频电磁波向外泄射，从而达到了防电磁泄漏的目的。

Description

一种微波炉电磁泄漏抑制装置及方法

技术领域

本发明涉及一种防电磁辐射装置，尤其涉及一种微波炉电磁泄漏的抑制装置以及采用该装置的方法。

背景技术

家用微波炉通过电控***将AC220V交流电压通过高压变压器和高压整流器，转换成4000V左右的直流电压，送到微波磁控管产生2.45GHz电磁波来加热食物。微波能通过波导管后由搅波器均匀发散传入炉腔里，并在金属炉腔里形成多次反射，大部分反射波穿透食物达到加热食物的目的。但是，通常在微波炉电控***在产生微波发射过程中，涉及到高电压电路、低电压电路等电路之间的干扰和耦合，以及微波传输通道过程中部分电磁波通过壳体缝隙、炉腔孔洞等途径向外泄漏或者干扰电控***，会导致元器间、线缆产生耦合和干扰，以传导方式向外泄漏，从而危害近距离微波炉使用者。

目前，微波炉电磁泄漏的抑制方法主要包括：1)实用新型专利201020191090.4公开了一种微波炉防辐射帘，包括帘布主体和固定装置，帘布主体尺寸不小于微波炉门且采用防辐射材料，固定装置设置于帘布主体的顶边，用于将帘布主体固定在微波炉门上，能够有效减少微博辐射；2）实用新型专利201020612943.7公开了一种微波炉防辐射柜，包括由硫酸钡复合板制成的顶板、底板、背板、门板和两个侧板，顶板和背板上均设置有内向倾斜的条形透气孔；顶板、底板、背板和两个侧板均为固定连接，门板与侧板为活动连接，该硫酸钡复合板无污染，防辐射。3）发明专利200710059524.8公开了一种带有双重扼流腔的微波炉门框，将形成沟槽的外侧边向内折曲凸出，将沟槽分成带有两个扼流腔的相互连通的两个部分，扼流效果强，微波不易泄漏。以上微波炉电磁泄漏防辐射处理方法仅仅是单一性，一方面，对使用者在使用过程造成不便；另一方面，不能全面的解决产品根源和全面防电磁泄漏，给使用者带来一定的危害。因此急需一种从根本上抑制了微波炉电磁泄漏的装置。

发明内容

本发明通过采用辐射源采取隔离设计、对微波炉壳体缝隙、孔洞等微波泄漏屏蔽和改进壳体导电连续性措施，有效防止高、低电压电路单元之间产生耦合和干扰，以及强电磁辐射源对高、低电压电路单元的干扰从而提高了微波炉的安全性、减少了微波泄漏。

本方面的技术方案是提供了一种微波炉电磁泄漏抑制装置，其特征在于，该装置包括箱体缝隙屏蔽部件、箱体孔洞屏蔽金属丝网、金属隔离罩和金属隔离墙；其中：

箱体缝隙屏蔽部件为单边锯齿型铍铜簧片，所述单边锯齿型铍铜簧片分别安装于微波炉主体炉门边缘上下两导电面、微波炉主体后端边缘上下两导电面以及微波炉底盖左右侧导电面、微波炉主体炉门边缘左右导电面、微波炉主体后端边缘左右导电面；

箱体孔洞屏蔽金属丝网设置在电磁炉炉壁两侧圆孔区域；

金属隔离罩通过上端、底部的两个螺孔与低电压电路单元的装配盒进行装配，从而将金属隔离罩覆盖在低电压电路单元外；

金属隔离墙设置于微波发射传输通道未端的微波搅波器底部，当微波炉处于工作状态时，金属隔离墙将微波发射传通道和微波搅波器所发散的高频电磁波进行屏蔽和反射损耗，从而使得高频电磁波抑制在金属隔离墙内部。

进一步地，当微波炉后壳与主体装配时，微波炉后壳内侧压接于微波炉主体各导电面上的单边锯齿型铍铜簧片，从而减少两者装配的缝隙和缝隙长度，使整个微波炉箱体形成一个导电连续性的屏蔽体。

进一步地，所述金属隔离罩的材质是镀锌钢板，该金属隔离罩的厚度为0.8mm。

进一步地，所述金属隔离墙边缘形成折弯，金属隔离墙的一个面与微波搅波器底部搭接。

本发明的有益效果是：本发明针对强电磁辐射、高低电压电路单元、晶振等辐射源采了隔离设计，针对微波炉壳体缝隙、孔洞等微波泄漏途径通过屏蔽和改进壳体导电连续性等电磁辐射抑制措施来抑制家用微波炉的微波泄漏，降低了对微波炉壳体缝隙屏蔽的难度，抑制和减少了微波炉的90%高频电磁波向外泄射，从而达到了防电磁泄漏的目的。

附图说明

图1-a本发明的微波炉上侧和右侧的单边锯齿型铍铜簧片的示意图；

图1-b为图1-a局部放大图；

图2-a为设置于本发明的微波炉下侧和左侧的单边锯齿型铍铜簧片的示意图；

图2-b为图2-a局部放大图；

图3微波产生示意图；

图4-a金属隔离罩示意图；

图4-b为图4-a局部放大图；

图5为金属隔离墙局部放大图。

其中：1-单边锯齿簧片，2-微波炉主体，3-微波炉主体后端，4-炉门边缘，5-微波炉外壳，6-微波炉底盖，7-微波搅波器，8-微波炉底盖左侧导电面，9-变压器，10-磁控管，11-风扇，12-微波炉电控***，13-微波发射单元，14-辐射源，15-金属隔离罩，16-高压电路单元，17-低压电路单元，18-微波发射传输通道，19-金属隔离墙。

具体实施方式

因此，本发明对微波炉壳体缝隙、孔洞等微波泄漏途径通过屏蔽、隔离等电磁辐射抑制措施来抑制家用微波炉的微波泄漏从而从根本上实现了防止泄漏的效果。

由于微波炉的金属外壳在加工过程中会存在一定加工误差，导致外壳与微波炉腔体压接时，壳体四周会存在一定的缝隙（约10cm以上）。当壳体缝隙长度大于6cm（微波波长的1/2）时，高电压电路和低电压电路之间产生干扰和耦合，共模电流或感应电流流过时，其间阻抗较大，会产生压降，压降驱动成为天线的缝隙，微波就会通过缝隙大量泄漏，根据屏蔽效能计算理论，当壳体缝隙长度为波长的1/2时将会开始产生衰减，即才具有屏蔽效能。若要降低微波辐射能量的90%，即要衰减20dB，则屏蔽体的缝隙要≤6mm才能满足防止泄漏的要求。因此，本发明采用了以下的屏蔽方式。

1）箱体缝隙屏蔽装置

图1-2所示，本发明优选具有与其它接触表面的电化学兼容性且能在多种环境中良好工作的单边锯齿型铍铜簧片1，以带背胶粘贴方式分别安装在微波炉主体2的上下四处导电面和左右侧六处导电面。

其中，上下四处导电面单边锯齿型铍铜簧片安装位置包括：安装于微波炉主2炉门边缘4上下两导电面、微波炉主体后端3边缘上下两导电面；

左右两侧导电面单边锯齿型铍铜簧片安装位置包括：微波炉底盖6左右侧导电面、微波炉主体2炉门边缘4左右导电面、微波炉主体后端3边缘左右导电面，使微波炉主体左右两侧形成两个“U”型结构安装六条单边锯齿型铍铜簧片。

综上所述，当微波炉后壳与主体装配时，微波炉后壳内侧紧密压接在微波炉主体2十处导电面上的单边锯齿型铍铜簧片，减少两者装配的缝隙和缝隙长度，使整个微波炉箱体形成一个导电连续性的屏蔽体，对微波炉箱体内部各功能器件产生的电磁波通过导电连续性屏蔽体的多次反射和吸收损耗，抑制和减少了微波炉的90%电磁波向外泄射，从而达到了防电磁泄漏的目的。

2）箱体孔洞屏蔽金属丝网

由于微波炉的屏蔽壳体不可能完全是密闭的，往往会涉及到通风散热或线缆输入/输出，箱体上开孔的电磁泄漏与孔的形状、电磁波的频率和距离、孔数量等因素有关，如果孔洞设计不合理会严重影响屏蔽体的屏效。由于微波炉因为烧烤功能在炉腔顶部设计了约10mm的孔，并在炉腔两侧有约3mm的通风散热孔；另外，炉腔板厚约0.8mm，通过波导计算，其屏蔽效能约16dB，小于20dB。当微波处于反复反射时，在炉壁表面有电流流过时，因为孔洞存在，感应电流路径发生变化，此时，变化后的感应电流已不能全部抵消源电磁场，而使部分电磁场向屏蔽体外部泄漏，以及干扰电控***。

综上分析，在确保微波炉具有良好的排热、热气性能前提下，在炉壁两侧圆孔区域覆盖了一种具有在高热、高湿、高油污等恶劣环境下使用的金属丝网（约70目）实现孔洞泄漏的屏蔽，进一步对通过圆孔泄漏的电磁波增加反射面，减少向电控***或外部的辐射。

3）金属隔离装置

隔离设计主要对微波炉的强电磁辐射源或高度敏感电路等采取局部的屏蔽，降低强电磁辐射源对其他控制电路单元的干扰。

微波炉的电控***通常包括高压电路、低压电路及微波传输通道三部分。

高压变压器次级绕组之后的电路为高压电路，主要将市电AC220V通过高压电容器、高压变压器、高压二极管等器件转换成4000V左右的直流电压，送到微波磁控管产生2.45GHz电磁波；

高压变压器初级绕组之前至微波炉电源入口之间的电路为低压电路，也包括了控制电路；控制电路主要包括低压变压器、保险管、热断路器保护开关、联锁微动开关、照明灯、晶振及功率分配器开关、转盘电机、风扇电机等。

如图3所示，为微波产生示意图。变压器9对磁控管10供电，磁控管10产生2.45GHz的电磁波通过波导管后由搅波器7均匀发散传入炉腔里。发射微波的方式可以有侧面发射和底面发射。微波炉中还设置有风扇11，对变压器9和磁控管10进行冷却。其中，根据场强仪探测，在控制电路中的低压变压器和晶振也是主要辐射干扰源之一。

如图4-a和4-b所示，本发明通过设置金属隔离罩15防止辐射的泄漏。金属隔离罩15为长方体。在金属隔离罩15的上端和底部设置有螺孔。金属隔离罩15通过上端、底部的两个螺孔与低电压电路单元的装配盒进行装配，将金属隔离罩15覆盖在低电压电路单元外。金属隔离罩15的材质是镀锌钢板，该材质导电率高，具有良好的电磁屏蔽效能。该金属隔离罩15与装配盒接触的缝隙无需特殊处理方式，仅需金属表面接触即可，达到良好的屏蔽效果。该金属隔离罩15的厚度为0.8mm，该厚度可以在节省材料的基础上达到良好的屏蔽效果。一方面通过金属隔离罩15对低电压电路单元中的晶振、继电器等器件产生的电磁波进行屏蔽；另一方面，本发明针对低电压电路单元（微电脑控制单元）通过使用金属隔离罩15，防止了高电压电路单元（变压器升压部件）对低电压电路单元的干扰，以及防止微波发射传输通道18和微波搅波器7等发散高频电磁波对低电压电路单元的干扰，降低了对微波炉壳体缝隙屏蔽的难度。

4）金属隔离墙

如图5所示。本发明根据微波炉现有结构，设计出金属隔离墙19通过螺钉或导电铜箔安装（粘贴、固定）在微波发射传输通道18未端的微波搅波器7底部，可以消除金属隔离墙19与微波搅波器7接触的缝隙。该金属隔离墙19边缘形成折弯，使其与微波搅波器7底部搭接，以便更好地防辐射。该金属隔离墙19的材质为镀锌钢板，该材质导电率高，具有良好的电磁屏蔽效能。该金属隔离墙19的厚度为0.8mm，该厚度可以在节省材料的基础上达到良好的屏蔽效果。当微波炉处于工作状态时，隔离墙能有效地将微波发射传通道和微波搅波器7所发散的高频电磁波进行屏蔽和反射损耗，将高频电磁波抑制在隔离墙内部，防止高频电磁波对低电压电路单元、高电压电路单元产生干扰。本发明降低了对微波炉壳体缝隙屏蔽的难度，抑制和减少了微波炉的90%高频电磁波向外泄射，从而达到了防电磁泄漏的目的。

据微波测泄仪测量结果分析（微波泄漏<0.2W/m²），该措施从***整体上降低了辐射干扰源对高度敏感电路的干扰或抑制电磁辐射向外泄漏。

Claims (3)

1.一种微波炉电磁泄漏抑制装置，其特征在于，该装置包括箱体缝隙屏蔽部件、箱体孔洞屏蔽金属丝网、金属隔离罩和金属隔离墙；其中： 

箱体缝隙屏蔽部件为单边锯齿型铍铜簧片(1)，单边锯齿型铍铜簧片(1)分别安装于微波炉主体(2)炉门边缘(4)上下两导电面、微波炉主体后端(3)边缘上下两导电面以及微波炉底盖(6)左右侧导电面、微波炉主体(2)炉门边缘(4)左右导电面、微波炉主体后端(3)边缘左右导电面；当微波炉后壳与主体装配时，微波炉后壳内侧压接于微波炉主体(2)各导电面上的单边锯齿型铍铜簧片，从而减少两者装配的缝隙和缝隙长度，使整个微波炉箱体形成一个导电连续性的屏蔽体；箱体孔洞屏蔽金属丝网设置在电磁炉炉壁两侧圆孔区域； 

金属隔离罩(15)通过上端、底部的两个螺孔与低电压电路单元的装配盒进行装配，从而将金属隔离罩(15)覆盖在低电压电路单元外；该金属隔离罩(15)与装配盒的金属表面接触；电压电路单元通过使用金属隔离罩(15)，防止高电压电路单元对低电压电路单元的干扰，同时防止微波发射传输通道(18)和微波搅波器(7)发散高频电磁波对低电压电路单元的干扰； 

金属隔离墙(19)设置于微波发射传输通道(18)未端的微波搅波器(7)底部，当微波炉处于工作状态时，金属隔离墙(19)将微波发射传通道(18)和微波搅波器(7)所发散的高频电磁波进行屏蔽和反射损耗，从而使得高频电磁波抑制在金属隔离墙(19)内部；该金属隔离墙(19)边缘形成折弯，使其与微波搅波器(7)底部搭接。 

2.根据权利要求1所述的微波炉电磁泄漏抑制装置，其特征在于：所述金属隔离罩(15)的材质是镀锌钢板，该金属隔离罩(15)的厚度为0.8mm。 

3.一种微波炉电磁泄漏抑制方法，其特征在于，该方法采用了权利要求1所述的微波炉电磁泄漏抑制装置。