本发明涉及微波炉中用以产生微波的磁控管,具体涉及在灯丝陶瓷外周设有电磁波吸收铁氧体部件的磁控管,该灯丝陶瓷设置在磁控管输入部分的邻近,以防止不需要的基波和各高次谐波(下文统称为“不需要的电磁波”)的泄漏。 通常,微波炉的磁控管如图1和图2所示的这类磁控管,它包括:一个圆柱阳极2,安置在作框架用的磁轭1内;一个阴极部分,内含线圈灯丝6,灯丝排列在中心引线18的周围用以发射热离子,该灯丝受上、下屏蔽体4、5的限制和支承;一个包含有中心引线18和边侧引线19的功率输入部分“A”,用以向阴极部分提供电功率;一个“由上、下屏蔽体4、5和多个安置在圆柱阳极2内周上的径向伸展的叶瓣3限定的”一个激励空间7,一个磁路部分,内含磁铁8和磁极9,其作用是向激励空间7内供给磁通;一个输出部分,内含天线引线10、天线陶瓷11和天线帽12,其作用是将传输到圆柱阳极2微波能量发射到磁控管外部;以及一个滤波电路部分,内含扼流线圈13和穿心电容14,其作用是防止磁控管振荡期间在激励空间7内产生的不需要的电磁波不致逆流到输入部分。
在附图中,标号15表示屏蔽外壳,用以封住并保护输入部分和滤波电路部分,标号16表示灯丝陶瓷,标号17表示灯丝端子(下文称为F端子)。
在具有这样结构的磁控管中,当直流电流施加在输入部分以使磁控管进行振荡工作时,灯丝6被加热而向激励空间内发射热离子。由于热离子受到灯丝6和叶瓣3之间感应出的电场力的作用,而且磁路部分的磁极9在灯丝和叶瓣之间的激励空间内施加磁通,而致使热离子作圆周运动。于是,热离子被加速而产生出微波能量,并被叶瓣3所接收。传送到叶瓣地微波能量经输出部分的天线引线10向磁控管外部放电,从而使放在微波炉内的食物得到电介加热烹煮。此时,在激励空间内产生的不需要的磁波往往通过中心引线18和边侧引线19泄漏到输入部分。
为防止这样的不需要的电磁波不致泄漏到输入部分,先有技术的磁控管的对不需要的电磁波的屏蔽结构如图2和图3中所示,它含有由扼流线圈13和穿心电容14串联组成的滤波电路,以及封住滤波电路的屏蔽外壳15,借此屏蔽掉通过中心引线和边侧引线向输入部分泄漏的不需要的电磁波。
然而,先有技术的这种屏蔽结构并不能有效地和令人满意地屏蔽掉电磁波,因为借助于屏蔽外壳和滤波电路部分只能对经过输入部分的中心引线18和边侧引线19向磁控管外部泄漏的不需要的电磁波在某种程度上予以屏蔽,而泄漏电磁波的主要数量依然保持在屏蔽外壳内。此外,不需要的电磁波还可能通过屏蔽外壳15和穿心电容14接触区域之间的缝隙泄漏到磁控管外部。
例如,对具有上述那样屏蔽结构的磁控管,在去掉屏蔽外壳的情况下测量不需要的电磁波的泄漏时,已经发现,该泄漏量超过了电磁波泄漏的设计标准值(30~40dB)。
在输入部分中泄漏的不需要的电磁波可能造成屏蔽外壳15内的跳火现象,并烧坏扼流线圈13,而且,从磁控管泄漏出来的电磁波会形成无线电干扰。
鉴于先有技术的上述问题,本发明的目的是在与输入部分相邻的灯丝陶瓷的外周配备两个具有不同频率特性的能吸收无线电波的铁氧体磁芯,来屏蔽掉从磁控管输入部分经过中心引线和边侧引线来泄漏的不需要的电磁波。
为达到上述目的,依照本发明的一种形式,这里提供一种用于微波炉磁控管对不需要的电磁波的屏蔽结构,用以屏蔽经灯丝端子与圆柱阳极同心地形成一个缩径截面的并伸展至圆柱阳极下方金属圆柱下端之间的中心引线和边侧引线泄漏的不需要的电磁波,该屏蔽结构包括:一个其内贯穿中心引线和边侧引线的圆柱形灯丝陶瓷,位于F端子与金属圆柱下端之间,使金属圆柱与F端子相绝缘;第一和第二个铁氧体磁芯,它们同圆心地插套在F陶瓷上,分别位于F陶瓷外周的上部和下部,借以屏蔽经中心引线和边侧引线泄漏的不需要的电磁波;以及一个环形绝缘片,放置在第二铁氧体磁芯与F端子之间,以使铁氧体磁芯与F端子相绝缘。
图1是用于常规微波炉的磁控管的纵剖面图;
图2是磁控管本身的纵剖面图;
图3是先有技术磁控管的底视图;
图4是图1中区域“A”的放大的截面图,说明本发明的磁控管的对不需要的电磁波的屏蔽结构;
图5(a)和图5(b)示出本发明中重要部件、铁氧体磁芯的透视图和截面图;
图6(a)和图6(b)示出本发明屏蔽结构的在插套铁氧体磁芯前与后的组装状态的截面图;
图7(a)和图7(b)的曲线示出本发明所选用的铁氧体磁芯的频率特性。
现在,参考附图的图4至图7,示例性仔细描述本发明。
本发明的磁控管的一般结构包括:一个圆柱阳极、一个功率输入部分、一个阴极部分、一个激励空间、一个磁路部分和一个输出部分,该结构与工作情况都与上文讨论的先有技术中的情况相同,不同之处在于,本发明的输入部分作了改进,以更有效地防止不需要的电磁波的泄漏。为此,下面描述的部件与先有技术中相同的均用相同的标号,并对那些部件不再详述,以避免重复。
参照图4,图中示出本发明的一个较佳实施例的磁控管的对不需要的电磁波的屏蔽结构,为了防止由激励空间7中产生的不需要的电磁波不致通过中心引线18和边侧引线19泄漏出去,在F端子17和向下伸展的金属圆柱20或圆柱阳极2的下端之间设置了一个“中心引线18和边侧引线19可穿过其中的”圆柱形F陶瓷16,用以使金属圆柱与F端子相绝缘。此外,由具有不同频率特性的材料制成的第一和第二圆柱形铁氧体磁芯21和22同心地分别在F陶瓷外周的上部和下部插套在F陶瓷16上。
如图5(a)和图5(b)所法,第一铁氧体磁芯21具有上、下敞开的空心圆柱形状,易于插套到F陶瓷16上,第二铁氧体磁芯22也具有空心圆柱形状,且具有与第一铁氧体磁芯21直径相同的直径尺寸,还具有一个与磁芯下端整体形成的环形支承法兰22a,用以支承F陶瓷16的下端。安装好后,支承法兰22a由F端子17的弯曲支承部分17a支承住。此时,在第二铁氧体磁芯22的环形法兰22a和F端子17的弯曲支承部分17a之间放置一个环形绝缘片23,以使法兰22a与弯曲支承部分17a相绝缘。
参照图6(a)和图6(b),图中示出了本发明的磁控管的对不需要电磁波屏蔽的结构在组装期间将第二铁氧体磁芯组装到F陶瓷上时的截面图。首先,参照图6(a)所示,将F端子17的弯曲支承部分17a的自由端弹性地向内(也即按图中箭头所示方向的相反方向)进行推压的状态下,第二铁氧体磁芯22和环形绝缘片23放置到F陶瓷16上。再参照图6(b)所示,在将弯曲支承部分17a的自由端弹性地复原到原来的位置时,依靠F端子17的弯曲支承部分17a支持住第二铁氧体磁芯22和环形绝缘片23就位。
另外,图7(a)和图7(b)的曲线示出第一和第二铁氧体磁芯的频率特性。在两曲线图的横坐标轴上,区域“A”表示其导磁率被利用场合下的可用区域,区域“B”表示铁氧体磁芯被用作电磁波吸收体场合下的可用区域。通常,磁导率用复数导磁率来表示,其表达式为:
μ=μ′-iμ″
式中,μ′是铁氧体磁芯的导磁率分量(图7(a)和图7(b)中以实线示出),当增大线圈的磁通密度来增加电感量时才被使用;μ″项是损耗项,当频率连续增加时它随着增大,而导磁率变到接近于零。此外,μ″分量起吸收电磁波的作用。
本发明选择第一和第二铁氧体磁芯21和22时,第一铁氧体磁芯21选择得在11~13GHz频带区内μ″的值为100~3000,如图7(a)中虚线所示,而第二铁氧体磁芯22选择得在2.0~3.0GHz频带区内μ″的值为100~3000,如图7(b)中虚线所示。
鉴于按上文论述所选取的具有不同频率特性的材料制成的第一和第二铁氧体磁芯21和22插在F陶瓷16的外周上,因而在磁控管振荡期间沿输入部分中心线18和边侧引线19泄漏出的不需要的电磁波可被铁氧体磁芯吸收掉,这样,泄漏可减小到电磁波泄漏量设计标准30~40dB值之下,于是,因不需要的高次谐波的泄漏而在屏蔽外壳内引起的跳火现象和扼流线圈的烧坏,现在都可得以防止。
从以上描述可以看到,本发明比先有技术在以下方面优越由于在输入部分设置的F陶瓷外周上放置了两个具有不同频率特性的铁氧体磁芯,因此可以有效地防止不需要的电磁波不致从磁控管经过中心引线和边侧引线泄漏出去,还防止扼流线圈中的跳火以及因温度升高引起的线圈烧坏,因而提高了产品的安全性和可靠性。
虽然上文是具体参照一个较佳实施例描述本发明的,但应该理解到,在不脱离本发明精神和不超出所附的权利要求的范围的情况下还可做出各种详细的变化和修改。