CN105974994A - 一种微波炉的功率输出电路和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微波炉的功率输出电路和方法，包括：多级放大器、环形器和定向耦合器；多级放大器用于将外部频率信号进行放大得到第一放大频率信号，并输出到所述环形器；环形器用于将所述第一放大频率信号的正向功率信号发送给所述定向耦合器；定向耦合器用于将所述第一放大频率信号的正向功率信号进行耦合得到第一功率信号和第二功率信号，并且将所述第一功率信号发送给所述外部接口电路。本发明可以提高微波源的输出功率以及使多路微波源在同一微波炉腔体内发射的功率不被损坏。
Description
技术领域
本发明涉及半导体微波技术，特别是涉及一种微波炉的功率输出电路和方法。
背景技术
随着半导体微波炉的发展，提高微波炉的功率是提高微波炉加热速度的关键。通常，提高微波炉的功率的方法包括：提高单个微波源的输出功率和增加微波源的个数。对于半导体固态微波源来说，由于半导体放大管的技术瓶颈，通常微波炉的最大功率只能达到200W。增加微波源的个数，由于微波炉内的腔体空间较小，当各个微波源工作时，其中一个微波源的发射功率会被另外一个微波源吸收，从而导致另外一个微波源的损坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种微波炉的功率输出电路和方法，以解决微波炉输出功率低和多路微波源在一个腔体内工作容易损坏的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种微波炉的功率输出电路，包括：多级放大器、环形器和定向耦合器；
多级放大器，用于将外部频率信号进行放大得到第一放大频率信号，并输出到所述环形器；
环形器，用于将所述第一放大频率信号的正向功率信号发送给所述定向耦合器；
定向耦合器，用于将所述第一放大频率信号的正向功率信号进行耦合得到第一功率信号和第二功率信号，并且将所述第一功率信号发送给所述外部接口电路。
进一步，所述环形器还用于将所述第一放大频率信号的反向功率信号发送给反射功率吸收电路。
进一步，所述定向耦合器还用于将所述第二功率信号发送给输出功率检波电路。
进一步，所述多级放大器为N级放大器。
进一步，所述N级放大器包括预推动放大器、推动级放大器和末级放大器，其中，N为正整数；
预推动放大器，与所述推动级放大器相连接，用于将所述外部频率信号进行放大得到第二放大频率信号；
推动级放大器，分别与所述预推动放大器和所述末级放大器相连接，用于将所述第二放大频率信号进行放大得到第三放大频率信号；
末级放大器，与所述推动级放大器相连接，用于将所述第三放大频率信号进行放大得到所述第一放大频率信号。
为实现上述目的，本发明还提供了一种微波炉的功率输出电路，包括：多级放大器、环形器和定向耦合器；
多级放大器，用于将外部频率信号进行放大得到第一放大频率信号，并输出到所述定向耦合器；
定向耦合器，用于将所述第一放大频率信号进行耦合得到第三功率信号和第四功率信号，并将所述第三功率信号发送给所述环形器；
环形器，用于将所述第三功率信号的正向功率信号发送给外部接口电路。
进一步，所述定向耦合器还用于将所述第四功率信号发送到输出功率检波电路。
进一步，所述环形器还用于将所述第三功率信号的反向功率信号发送给反射功率吸收电路。
进一步，所述输出功率检波电路与所述定向耦合器相连接。
进一步，所述反射功率吸收电路与所述环形器相连接。
进一步，还包括反射功率检波电路，所述反射功率检波电路与所述反射功率吸收电路相连接。
进一步，还包括温度检测电路，设置在功率输出电路内。
为实现上述目的，本发明还提供了一种用于如上所述的微波炉的功率输出方法，包括：
将外部频率信号进行放大得到第一放大频率信号；
将所述第一放大频率信号的正向功率信号发送给定向耦合器；
将所述第一放大频率信号的正向功率信号进行耦合得到第一功率信号和第二功率信号。
进一步，所述方法还包括：
将所述第一放大频率信号的反向功率信号发送给反射功率吸收电路。
进一步，所述方法还包括：
将所述第二功率信号发送给输出功率检波电路。
进一步，所述将外部频率信号进行放大得到第一放大频率信号包括：
将所述外部频率信号进行放大得到第二放大频率信号；
将所述第二放大频率信号进行放大得到第三放大频率信号；
将所述第三放大频率信号进行放大得到所述第一放大频率信号。
进一步，所述方法还包括：
将所述第二功率信号进行衰减得到衰减的第二功率信号；
将所述衰减的第二功率信号进行检波得到第一射频信号；
将所述第一射频信号转换成第一直流电压信号，并且将所述第一直流电压信号发送给外部控制单元。
进一步，所述方法还包括：
将所述第一放大频率信号的反向功率信号进行衰减得到衰减的第一反向功率信号，并将所述衰减的第一反向功率信号发送给反射功率检波电路。
进一步，所述方法还包括：
将所述衰减的第一反向功率信号转换成第二直流电压信号，并将所述第二直流电压信号发送给所述外部控制单元。
进一步，所述方法还包括：
检测微波源内部温度，并将所述微波源内部温度转化成电压信号，将所述电压信号发送给所述外部控制单元。
为实现上述目的，本发明提供一种用于上述所述的微波炉的功率输出方法，包括：
将外部频率信号进行放大得到第一放大频率信号，并输出到所述定向耦合器；
将所述第一放大频率信号进行耦合得到第三功率信号和第四功率信号，并将所述第三功率信号发送给所述环形器；
将所述第三功率信号的正向功率信号发送给外部接口电路。
进一步，所述方法还包括：
将所述第四功率信号发送到输出功率检波电路。
进一步，所述方法还包括：
将所述第三功率信号的反向功率信号发送给反射功率吸收电路。
进一步，所述方法还包括：
将所述第四功率信号进行衰减得到衰减的第四功率信号；
将所述衰减的第四功率信号进行检波得到第二射频信号；
将所述第二射频信号转换成第三直流电压信号，并且将所述第三直流电压信号发送给外部控制单元。
进一步，所述方法还包括：
将所述第三功率信号的反向功率信号进行衰减得到衰减的第三反向功率信号，并将所述衰减的第三反向功率信号发送给反射功率检波电路。
进一步，将所述衰减的第三反向功率信号转换成第四直流电压信号，并将所述第四直流电压信号发送给所述外部控制单元。
进一步，所述方法还包括：检测微波源内部温度，并将所述微波源内部温度转化成电压信号，将所述电压信号发送给所述外部控制单元。
本发明的有益效果：通过多级放大器将外部频率信号进行放大得到第一放大频率信号，从而提高了微波源的输出功率；通过环形器将第一放大频率信号的正向功率信号发送给定向耦合器，定向耦合器将第一放大频率信号的正向功率信号进行耦合得到第一功率信号，将第一功率信号进行输出，从而使多路微波源在同一微波炉腔体内发射的功率不被损坏。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种微波炉的功率输出电路示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种微波炉的功率输出电路示意图；
图3为本发明实施例提供的一种微波炉的功率输出方法流程图；
图4为本发明实施例提供的另一种微波炉的功率输出方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
图1为本发明实施例提供的一种微波炉的功率输出电路示意图。
参照图1，功率输出电路包括多级放大器、环形器、定向耦合器、反射功率吸收电路、反射功率检波电路、输出功率检波电路和温度检测电路。
多级放大器的输出端与环形器的输入端相连接，环形器的输出端与定向耦合器的输入端相连接，环形器的隔离端与反射功率吸收电路相连接，定向耦合器的输出端与外部接口电路相连接，定向耦合器的耦合端与输出功率检波电路相连接。
多级放大器，用于将外部频率信号进行放大得到第一放大频率信号，并输出到所述环形器。
这里，外部频率信号通过多级放大器进行放大得到第一放大频率信号，第一放大频率信号的功率为300W。
环形器，用于将所述第一放大频率信号的正向功率信号发送给所述定向耦合器。
这里，环形器的输出端允许第一放大频率信号的正向功率信号通过，第一放大频率信号的反向功率信号只能通过环形器的隔离端送往反射功率吸收电路。
环形器可以确保微波源在外边驻波条件很差的情况下，如开路、微波炉腔体无加热物、轻负载，或者在多个微波源共同馈入一个微波炉腔体时(多源叠加)，其他微波源产生的微波信号会通过天线进入到此微波源的情况下，保证第一放大频率信号的反射功率不会回到多级放大器的末级放大器中，从而保证了末级放大器的正常工作，不会带来损坏。这样，就可以根本上解决了多个微波源叠加而带来的易损坏问题，并且使微波炉通过叠加微波源可以获得更大的加热功率。
当外部接口电路开路或者外部有较大信号输入时，信号会从环形的输出端进入到环形器，从环形器的隔离端输出。
定向耦合器，用于将所述第一放大频率信号的正向功率信号进行耦合得到第一功率信号和第二功率信号，并且将所述第一功率信号发送给所述外部接口电路。
具体地，第一功率信号为第一放大频率信号的正向功率信号的部分信号，第二功率信号为小功率信号，第一功率信号与第二功率信号之间存在倍数关系。定向耦合器将第二功率信号发送给输出功率检波电路。
根据本发明的实施例，所述环形器还用于将所述第一放大频率信号的反向功率信号发送给反射功率吸收电路。
根据本发明的实施例，所述定向耦合器还用于将所述第二功率信号发送给输出功率检波电路。
根据本发明的实施例，所述多级放大器为N级放大器。
根据本发明的实施例，所述N级放大器包括预推动放大器、推动级放大器和末级放大器，其中，N为正整数；
预推动放大器，与所述推动级放大器相连接，用于将所述外部频率信号进行放大得到第二放大频率信号；
推动级放大器，分别与所述预推动放大器和所述末级放大器相连接，用于将所述第二放大频率信号进行放大得到第三放大频率信号；
末级放大器，与所述推动级放大器相连接，用于将所述第三放大频率信号进行放大得到所述第一放大频率信号。
这里，将外部频率信号经过多次放大，可以提高微波源的输出功率。
功率输出电路还包括开关电路，开关电路控制微波源的工作状态，即打开和关闭。开关电路由多个开关三极管组成，通过控制各级放大器的偏置电压的通断来控制整个模块的开和关。
外部控制单元与开关电路相连接，并将控制信号发送给开关电路，开关电路根据控制信号控制整个模块的开和关。
图2为本发明实施例提供的另一种微波炉的功率输出电路示意图。
参照图2，功率输出电路包括多级放大器、环形器、定向耦合器、反射功率吸收电路、反射功率检波电路、输出功率检波电路和温度检测电路。
图2与图1的区别在于，将环形器与定向耦合器的位置互换，可以避免环形器的功率损耗，使得检波值更接近微波源实际的输出值。具体为，多级放大器的输出端与所述定向耦合器的输入端相连接，定向耦合器的输出端与所述环形器的输入端相连接，所述环形器的输出端与所述外部接口电路相连接。
多级放大器，用于将外部频率信号进行放大得到第一放大频率信号，并输出到所述定向耦合器。
定向耦合器，用于将所述第一放大频率信号进行耦合得到第三功率信号和第四功率信号，并将所述第三功率信号发送给所述环形器。
环形器，用于将所述第三功率信号的正向功率信号发送给外部接口电路。
根据本发明的实施例，所述定向耦合器还用于将所述第四功率信号发送到输出功率检波电路。
根据本发明的实施例，所述环形器还用于将所述第三功率信号的反向功率信号发送给反射功率吸收电路。
根据本发明的实施例，所述输出功率检波电路与所述定向耦合器相连接。
根据本发明的实施例，所述反射功率吸收电路与所述环形器相连接。
根据本发明的实施例，还包括反射功率检波电路，所述反射功率检波电路与所述反射功率吸收电路相连接。
根据本发明的实施例，还包括温度检测电路，设置在功率输出电路内。
图3为本发明实施例提供的一种微波炉的功率输出方法流程图。
参照图3，步骤S301,将外部频率信号进行放大得到第一放大频率信号。
步骤S302,将所述第一放大频率信号的正向功率信号发送给定向耦合器。
步骤S303,将所述第一放大频率信号的正向功率信号进行耦合得到第一功率信号和第二功率信号。
根据本发明的实施例，所述方法还包括：
将所述第一放大频率信号的反向功率信号发送给反射功率吸收电路。
根据本发明的实施例，所述方法还包括：
将所述第二功率信号发送给输出功率检波电路。
根据本发明的实施例，所述将外部频率信号进行放大得到第一放大频率信号包括：
将所述外部频率信号进行放大得到第二放大频率信号；
将所述第二放大频率信号进行放大得到第三放大频率信号；
将所述第三放大频率信号进行放大得到所述第一放大频率信号。
根据本发明的实施例，所述方法还包括：
将所述第二功率信号进行衰减得到衰减的第二功率信号；
将所述衰减的第二功率信号进行检波得到第一射频信号；
将所述第一射频信号转换成第一直流电压信号，并且将所述第一直流电压信号发送给外部控制单元。
这里，通过输出功率检波电路将第二功率信号进行衰减、检波得到第一射频信号，再将第一射频信号转换成第一直流电压信号，并发送给外部控制单元。第一直流电压信号的大小与第一射频信号的大小成比例关系，也就是通过第一直流电压信号的大小即可知道第一射频信号的大小。
根据本发明的实施例，所述方法还包括：
将所述第一放大频率信号的反向功率信号进行衰减得到衰减的第一反向功率信号，并将所述衰减的第一反向功率信号发送给反射功率检波电路。
这里，通过反射功率吸收电路将第一放大频率信号的反向功率信号进行吸收，并进行衰减，从而得到衰减的第一反向功率信号。
根据本发明的实施例，所述方法还包括：
将所述衰减的第一反向功率信号转换成第二直流电压信号，并将所述第二直流电压信号发送给所述外部控制单元。
这里，反射功率吸收电路将衰减的第一反向功率信号发送给反射功率检波电路，反射功率检波电路将第一反向功率信号转换成第二直流电压信号，并发送给外部控制单元。
根据本发明的实施例，所述方法还包括：
检测微波源内部温度，并将所述微波源内部温度转化成电压信号，将所述电压信号发送给所述外部控制单元。
这里，由于微波源工作时会产生大量的热量，会使整个模块温度升高，通过温度检测电路检测微波源内部温度。
图4为本发明实施例提供的另一种微波炉的功率输出方法流程图。
参照图4，步骤S401,将外部频率信号进行放大得到第一放大频率信号，并输出到所述定向耦合器。
步骤S402,将所述第一放大频率信号进行耦合得到第三功率信号和第四功率信号，并将所述第三功率信号发送给所述环形器。
步骤S403,将所述第三功率信号的正向功率信号发送给外部接口电路。
根据本发明的实施例，所述方法还包括：
将所述第四功率信号发送到输出功率检波电路。
根据本发明的实施例，所述方法还包括：
将所述第三功率信号的反向功率信号发送给反射功率吸收电路。
根据本发明的实施例，所述方法还包括：
将所述第四功率信号进行衰减得到衰减的第四功率信号；
将所述衰减的第四功率信号进行检波得到第二射频信号；
将所述第二射频信号转换成第三直流电压信号，并且将所述第三直流电压信号发送给外部控制单元。
根据本发明的实施例，所述方法还包括：将所述第三功率信号的反向功率信号进行衰减得到衰减的第三反向功率信号，并将所述衰减的第三反向功率信号发送给反射功率检波电路。
根据本发明的实施例，所述方法还包括：将所述衰减的第三反向功率信号转换成第四直流电压信号，并将所述第四直流电压信号发送给所述外部控制单元。
根据本发明的实施例，所述方法还包括：检测微波源内部温度，并将所述微波源内部温度转化成电压信号，将所述电压信号发送给所述外部控制单元。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (27)
1.一种微波炉的功率输出电路，其特征在于，所述电路包括：多级放大器、环形器和定向耦合器；
多级放大器，用于将外部频率信号进行放大得到第一放大频率信号，并输出到所述环形器；
环形器，用于将所述第一放大频率信号的正向功率信号发送给所述定向耦合器；
定向耦合器，用于将所述第一放大频率信号的正向功率信号进行耦合得到第一功率信号和第二功率信号，并且将所述第一功率信号发送给所述外部接口电路。
2.根据权利要求1所述的一种微波炉的功率输出电路，其特征在于，所述环形器还用于将所述第一放大频率信号的反向功率信号发送给反射功率吸收电路。
3.根据权利要求1所述的一种微波炉的功率输出电路，其特征在于，所述定向耦合器还用于将所述第二功率信号发送给输出功率检波电路。
4.根据权利要求1所述的一种微波炉的功率输出电路，其特征在于，所述多级放大器为N级放大器。
5.根据权利要求4所述的一种微波炉的功率输出电路，其特征在于，所述N级放大器包括预推动放大器、推动级放大器和末级放大器，其中，N为正整数；
预推动放大器，与所述推动级放大器相连接，用于将所述外部频率信号进行放大得到第二放大频率信号；
推动级放大器，分别与所述预推动放大器和所述末级放大器相连接，用于将所述第二放大频率信号进行放大得到第三放大频率信号；
末级放大器，与所述推动级放大器相连接，用于将所述第三放大频率信号进行放大得到所述第一放大频率信号。
6.一种微波炉的功率输出电路，其特征在于，所述电路包括：多级放大器、环形器和定向耦合器；
多级放大器，用于将外部频率信号进行放大得到第一放大频率信号，并输出到所述定向耦合器；
定向耦合器，用于将所述第一放大频率信号进行耦合得到第三功率信号和第四功率信号，并将所述第三功率信号发送给所述环形器；
环形器，用于将所述第三功率信号的正向功率信号发送给外部接口电路。
7.根据权利要求6所述的一种微波炉的功率输出电路，其特征在于，所述定向耦合器还用于将所述第四功率信号发送到输出功率检波电路。
8.根据权利要求6所述的一种微波炉的功率输出电路，其特征在于，所述环形器还用于将所述第三功率信号的反向功率信号发送给反射功率吸收电路。
9.根据权利要求1或6任一项所述的一种微波炉的功率输出电路，其特征在于，所述输出功率检波电路与所述定向耦合器相连接。
10.根据权利要求9所述的一种微波炉的功率输出电路，其特征在于，所述反射功率吸收电路与所述环形器相连接。
11.根据权利要求10所述的一种微波炉的功率输出电路，其特征在于，还包括反射功率检波电路，所述反射功率检波电路与所述反射功率吸收电路相连接。
12.根据权利要求11所述的一种微波炉的功率输出电路，其特征在于，还包括温度检测电路，设置在功率输出电路内。
13.一种用于如权利要求1-5、9-12任一项所述的微波炉的功率输出方法，其特征在于，所述方法包括：
将外部频率信号进行放大得到第一放大频率信号；
将所述第一放大频率信号的正向功率信号发送给定向耦合器；
将所述第一放大频率信号的正向功率信号进行耦合得到第一功率信号和第二功率信号。
14.根据权利要求13所述的一种微波炉的功率输出方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述第一放大频率信号的反向功率信号发送给反射功率吸收电路。
15.根据权利要求13所述的一种微波炉的功率输出方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述第二功率信号发送给输出功率检波电路。
16.根据权利要求13所述的一种微波炉的功率输出方法，其特征在于，所述将外部频率信号进行放大得到第一放大频率信号包括：
将所述外部频率信号进行放大得到第二放大频率信号；
将所述第二放大频率信号进行放大得到第三放大频率信号；
将所述第三放大频率信号进行放大得到所述第一放大频率信号。
17.根据权利要求15所述的一种微波炉的功率输出方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述第二功率信号进行衰减得到衰减的第二功率信号；
将所述衰减的第二功率信号进行检波得到第一射频信号；
将所述第一射频信号转换成第一直流电压信号，并且将所述第一直流电压信号发送给外部控制单元。
18.根据权利要求14所述的一种微波炉的功率输出方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述第一放大频率信号的反向功率信号进行衰减得到衰减的第一反向功率信号，并将所述衰减的第一反向功率信号发送给反射功率检波电路。
19.根据权利要求18所述的一种微波炉的功率输出方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述衰减的第一反向功率信号转换成第二直流电压信号，并将所述第二直流电压信号发送给所述外部控制单元。
20.根据权利要求13所述的一种微波炉的功率输出方法，其特征在于，所述方法还包括：
检测微波源内部温度，并将所述微波源内部温度转化成电压信号，将所述电压信号发送给所述外部控制单元。
21.一种用于如权利要求6-12任一项所述的微波炉的功率输出方法，其特征在于，所述方法包括：
将外部频率信号进行放大得到第一放大频率信号，并输出到所述定向耦合器；
将所述第一放大频率信号进行耦合得到第三功率信号和第四功率信号，并将所述第三功率信号发送给所述环形器；
将所述第三功率信号的正向功率信号发送给外部接口电路。
22.根据权利要求21所述的一种微波炉的功率输出方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述第四功率信号发送到输出功率检波电路。
23.根据权利要求21所述的一种微波炉的功率输出方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述第三功率信号的反向功率信号发送给反射功率吸收电路。
24.根据权利要求22所述的一种微波炉的功率输出方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述第四功率信号进行衰减得到衰减的第四功率信号；
将所述衰减的第四功率信号进行检波得到第二射频信号；
将所述第二射频信号转换成第三直流电压信号，并且将所述第三直流电压信号发送给外部控制单元。
25.根据权利要求23所述的一种微波炉的功率输出方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述第三功率信号的反向功率信号进行衰减得到衰减的第三反向功率信号，并将所述衰减的第三反向功率信号发送给反射功率检波电路。
26.根据权利要求25所述的一种微波炉的功率输出方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述衰减的第三反向功率信号转换成第四直流电压信号，并将所述第四直流电压信号发送给所述外部控制单元。
27.根据权利要求21所述的一种微波炉的功率输出方法，其特征在于，所述方法还包括：检测微波源内部温度，并将所述微波源内部温度转化成电压信号，将所述电压信号发送给所述外部控制单元。
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