[发明专利]采用换流器电源的高频加热装置

说明书

本发明涉及一种高频加热装置，它采用微波，对食物或例如催化剂的电介质进行加热，特别是一种这样的高频加热装置，它采用换流器电源，驱动产生微波的磁控管。

现有技术的高频加热装置的构造参照图8所示的电路图予以描述。图中，从市电1得到的电源被整流器2转换成直流电。直流电压经过滤波电路3，加在由一个电容器4和一个电感器5构成的谐振电路以及由一个半导体开关器件6和一个二极管6A构成的串联电路上。半导体开关器件6与谐振电路一起工作，以几十KHz或更高的频率振荡，产生高频交流电。电感器5中产生的交流电压由变压器7升高，该变压器的原边绕组就是电感器5，由变压器7提供的高压整流器8变成一个直流高压。控制电路9发出信号，驱动半导体开关器件6。这些电子部件构成一个换流器电源（一个电源变换器）10。由高压整流器8提供的直流高压加在磁控管11的阳极和阴极之间。变压器7有一个附加绕组12，它向磁控管11的阴极供电。当阴极被加在它上面的电源加热，并且在阴极和阳极之间加了高压时，磁控管11振荡，产生微波。这样产生的微波用来辐照放在加热腔中的物品，例如食物。

由于换流器电源10处理的电能高达1至2KW，所以其中的电子部件会产生很大的损耗，并且这些损耗作为热向外扩散。电子部件必须冷却。另外，换流器电源10装有由电动机13和风扇34构成的风冷装置，它吹动空气，冷却电子部件。整流器2和半导体开关器件6装有铅板，以便于散热。

图9展示了高频加热装置机身15，换流器电源10、磁控管11、电动机13和风扇14分开地安装在机身中。从图中可以看出，为了对换流器10和磁控管11进行足够的风冷，气流必须覆盖一个相当大的区域。因此使用了螺旋式风扇，它能产生很大的气流。采用交流电动机作为电动机13，驱动冷却风扇14。于是由一个交流电动机和一个螺旋式风扇一起完成风冷工作。这样的风冷系统必然变得很大。

这种常规的高频加热装置会产生如下问题。

首先，由于换流器电源10、电动机13等是分开安装在高频加热装置机身15中的，所以需要许多组装过程。为了分别向部件提供所需的电力，必须用导线将诸如换流器电源10、电动机13等部件与电源相连。在组装过程中，换流器电源10和电动机13安装在高频加热装置机身15中之后，被导线连接至电源。由于仅有很小的空间可用来布线，所以布线工作不是很容易的，通常需要手工劳动。此外，由于换流器电源10、电动机13等形状各异，而每个都必须接线，所以组装过程要想实现自动化和简单化是很困难的。

第二，向换流器电流10、电动机13、磁控管11等供电的导线辐射不希望产生的电磁波，这些电磁波影响放在附近的其它电器，如电视或收音机。

第三，由于半导体开关器件6产生大量的热，为了充分散热，就需要非常大的散热板，大块散热板在印刷电路板上要占据很大的空间，因此不能使用小型、紧凑的印刷电路板。

此外，美国专利4，956，531公开了一种电源组件，其中换流器电源放在一个金属机壳里，并且磁控管和风扇紧凑地装在一起，在上述电源组件中，三个部件分别放在不同的外壳中。因此，在组装高频加热装置的过程中，必须将三个外壳相互连接。再者，还要将磁控管的外壳和换流器电源的外壳通过导线与电源相连。布线过程易出故障。同时，用于连接的导线也很可能辑射出不希望的电磁波（杂波）。

本发明就是为了解决上述问题而产生的。

本发明的第一个目的是提供一种高频加热装置，它的供电系统（磁控管、换流器电源和冷却风扇）紧凑、小巧。

本发明的第二个目的是为了大幅度降低生产费用而简化高频加热装置的组装工作，并且减少组装步骤。

本发明的第三个目的是提供一种高频加热装置，它极大地减小不希望的电磁辐射，对电磁环境不产生干扰，可靠性高。

本发明的第四个目的是提供一种高频加热装置，它避免了输出的电磁波从波导中泄漏。

本发明的第五个目的是提供一种高频加热装置的供电系统，它提高了冷却效率。

为了实现本发明的第一个目的，高频加热装置包括：一个由一个或多个半导体器件组成的电源变换单元;一个磁控管，它接收电源变换单元的输出，并向加热腔提供电磁波;以及一个用于冷却电源变换单元和磁控管的冷却风扇。至少电源变换单元和磁控管装在一个由导电材料制成的机壳中。从冷却风扇送出的气流在冷却磁控管之前，至少冷却电源变换单元的一部分。此外，冷却风扇壳体的一部分或全部也形成一个冷却构件，电源变换单元的一个部件安装在冷却构件上，以便于冷却该部件。