本文從磁控管工作特性角度出發(fā)，結(jié)合在實(shí)踐中摸索的經(jīng)驗(yàn)，介紹了磁控管應(yīng)用過(guò)程中阻抗匹配調(diào)整的必要性，闡述了幾種在應(yīng)用中的阻抗匹配調(diào)整方法及機(jī)理。

　　近幾年來(lái)，磁控管的市場(chǎng)需求量不斷增加，微波加熱行業(yè)容量不斷增長(zhǎng)，在微波加熱行業(yè)很多新加入的設(shè)計(jì)人員，對(duì)磁控管并不十分了解，出現(xiàn)過(guò)很多關(guān)于磁控管在應(yīng)用過(guò)程中失配引起的陽(yáng)極溫度過(guò)高、天線帽打火及陰極發(fā)射層蒸發(fā)壽命終止等現(xiàn)象，本文從磁控管工作特性角度出發(fā)，結(jié)合在實(shí)踐中摸索的經(jīng)驗(yàn)，介紹了磁控管在應(yīng)用過(guò)程中阻抗匹配的重要性，闡述了幾種在應(yīng)用中的阻抗匹配調(diào)整方法及機(jī)理。

1、磁控管工作特殊特性

　　磁控管是一種特殊的微波發(fā)生器，其特殊性表現(xiàn)在工作特性上，在工作過(guò)程中受負(fù)載直接影響，在不同的負(fù)載條件下其輸出功率、頻率及效率有明顯差異，這是磁控管本身的固有特性，因此在應(yīng)用過(guò)程中調(diào)整磁控管與負(fù)載的阻抗匹配顯得尤為重要;不同型號(hào)的磁控管其工作點(diǎn)不同，具體可參考對(duì)應(yīng)型號(hào)規(guī)格書(shū)中雷基圖(圖1)。

圖1　威特2M319雷基圖

2、阻抗匹配調(diào)整目的

　　一個(gè)高效的加熱系統(tǒng)中，從發(fā)生器到工作負(fù)載的能量轉(zhuǎn)移必須以最小的損耗方式獲得，而負(fù)載阻抗的失配是能量損耗的最大可能因素，功率會(huì)被負(fù)載所反射，在發(fā)生器傳輸線中某處電場(chǎng)會(huì)過(guò)于集中，形成電場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)強(qiáng)。對(duì)于從功率源到負(fù)載的最大功率傳輸是在負(fù)載阻抗ZL等于發(fā)生器阻抗ZG時(shí)出現(xiàn)，即功率源與負(fù)載兩個(gè)阻抗的有功部分(即電阻部分)相同而無(wú)功部分(即電抗部分)數(shù)值相等符號(hào)相反，也即：

　　這里ZL* 表示ZL的共軛復(fù)數(shù)。若能達(dá)到磁控管最大的功率輸出到微波爐腔體中，那么匹配就達(dá)到了目的。這種匹配形式通常稱之為“共軛匹配”，但若ZLZG時(shí)，流過(guò)負(fù)載的電流減小，因此在負(fù)載上耗散的功率也下降，只有在ZG=ZL* 時(shí)才能得到最佳的功率傳輸。要想達(dá)到全匹配狀態(tài)(即ZG=ZL)，對(duì)輸出波導(dǎo)和微波爐腔體來(lái)說(shuō)是不可能的，達(dá)到最大的功率傳輸即輸出波導(dǎo)和爐腔的共軛匹配，這是爐腔和輸出波導(dǎo)調(diào)配的目的，另一種理解方式認(rèn)為爐腔和功率輸出波導(dǎo)相互間是一種強(qiáng)耦合方式，等效于變壓器的初次級(jí)的耦合，在電壓比適當(dāng)?shù)臅r(shí)候得到了最佳的功率輸出。

結(jié)論

　　以上所述的是微波爐的幾種匹配機(jī)理及方法，也可應(yīng)用在其他使用磁控管的微波設(shè)備的匹配調(diào)試中;當(dāng)然，針對(duì)微波爐來(lái)說(shuō)還有很多調(diào)整的方法，如改變腔體某部位來(lái)改變反射路徑、微波爐轉(zhuǎn)盤(pán)的質(zhì)量及尺寸規(guī)格等，這些都對(duì)匹配結(jié)果有明顯的影響，具體選用那種方法進(jìn)行匹配需依據(jù)實(shí)際情況選擇，沒(méi)有好壞之分，只要最終阻抗匹配結(jié)果符合磁控管工作特性要求，這樣不僅能提高產(chǎn)品性能，減少異常的風(fēng)險(xiǎn)，還能延長(zhǎng)磁控管的使用壽命;因此，磁控管的應(yīng)用應(yīng)按要求進(jìn)行，不能簡(jiǎn)單的把它當(dāng)一個(gè)恒功率源進(jìn)行使用。