[发明专利]一种用于提升微波输出稳定性的微波源系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于提升微波输出稳定性的微波源系统及方法，包括微波电源和微波发生器；微波电源包括灯丝电源、磁场电源、高压电源和控制系统；微波发生器，包含磁控管、磁场线圈、激励腔和波导接口；控制系统中有采样器、A/D转换器、处理器和控制器；以灯丝电源的工作频率为参考，单个频率周期内进行多点采样，并根据采样值进行平均值或有效值计算，其输出结果作为单个闭环控制调节周期的反馈信号，实现微波源或微波电源的闭环控制，使得微波源输出的微波功率或微波电源输出的电流可以稳定运行，从而提升微波加热系统的可靠性，提升加工产品的合格率，进一步使得磁控管寿命发挥极致，从而降低生产成本，让微波加工产品更具市场竞争力。

技术领域

本发明涉及工业微波设备所用的微波源领域，具体涉及一种用于提升微波输出稳定性的微波源系统及方法。

背景技术

与传统加热方式相比，微波加热具有如下特点：加热均匀、加热速度快、选择性加热、控制及时、反应灵敏、强场高温、加热穿透能力强、清洁卫生、无污染等。随着其相关技术的日益成熟和快速发展，微波设备的使用越来越广泛，目前主要应用有：微波食品灭菌、干燥设备，微波化工干燥设备，微波木材干燥设备，微波药材干燥设备，微波橡胶硫化设备，微波解冻设备，微波陶瓷烧结、合成、干燥设备，微波等离子装置，微波真空干燥设备，微波加热、染色设备，微波连续提取装置，微波谷物干燥设备，微波污水处理装置，微波高温炉，微波沥青路面养护车，微波医疗垃圾处理装置等。

微波源是微波加热中的核心设备，其作用是产生加热所需的微波，主要由微波电源及微波发生器组成。而微波电源又包括灯丝电源、磁场电源和高压电源三种电源，以及控制系统，其目的是为微波发生器提供相应的电源，便于微波发生器产生微波输出。

传统的高压电源为十二脉波工频变压器电源，存在输出纹波大、出现故障后响应慢及打火能量大等缺点，严重影响磁控管使用寿命，以及微波源的系统可靠性，为此，新一代的高压电源采用半导体开关技术，具有输出波形平滑、稳定度高、出现故障后响应快，且打火能量低等特点，有效让磁控管的寿命发挥至最优参数，且电源可靠性高，大大降低微波加热系统运行成本。

目前，为提升微波电源性价比及其可靠性，灯丝电源一般采用原边晶闸管调压装置与工频高压隔离变压器组合方式为磁控管提供灯丝电源，其灯丝电流大小的控制由原边晶闸管调压装置改变输出电压的移相角来实现。因此，其输出电压斩波的位置会有陡峭的上升沿，因工业磁控管的灯丝与阴极集成为一体，灯丝的电压与阴极电压将会叠加，在阴极电压上形成电压跳跃，而该跳跃会造成阳极电流输出波动，从而使得微波输出变得不稳定，进而造成输出反馈信号有波动，影响系统调节，造成微波输出反反复复的震荡，使得微波输出变得不稳定，影响后续加工产品的质量，甚至影响磁控管使用寿命，而磁控管本身就是高成本的消耗品，其寿命降低将进一步增加生产成本，降低了微波加热技术的优势，影响其快速发展及应用。

综上所述，目前亟需要一种技术方案，解决现有微波电源中，因灯丝电源调节而造成微波输出不稳定的现象。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种用于提升微波输出稳定性的微波源系统，包括微波电源和微波发生器。

所述微波电源包括灯丝电源、磁场电源、高压电源和控制系统。

所述微波发生器，包含磁控管、磁场线圈、激励腔和波导接口；所述微波发生器用于将所述微波电源提供的电能转换为微波，并将所述微波传输至波导接口。

所述控制系统，包括采样器、A/D转换器、处理器和控制器；所述采样器、所述A/D转换器、所述处理器和所述控制器依次连接。

所述采样器，用于对所述高压电源的输出电流和/或所述微波发生器的输出微波进行多点取样，并传输至所述A/D转换器。

所述A/D转换器，用于将获取的所述输出电流和/或所述输出微波的多个样本值转化为数字信号后，传输至所述处理器。