微波輸出功率控制裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微波控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種微波輸出功率控制裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]利用微波進行加熱的裝置，比如微波爐等，是利用微波使食物中的水分子產(chǎn)生高頻次移動，分子之間發(fā)生劇烈摩擦發(fā)熱，從而達到加熱(或烹飪)食物的目的。目前市面上的微波加熱裝置均是使用磁控管產(chǎn)生2450MHz或915MHz頻率微波信號。
[0003]移動通信中使用的大功率LDMOS( La t er a 11 y Diffused Metal OxideSemi conductor橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體)和GaN(Gallium Nitride氮化鎵)進行微波輸出功率的調(diào)節(jié)，即使在極限工作情況下，壽命仍可以長達數(shù)百萬小時。隨著工藝的發(fā)展和技術(shù)的進步，大功率LDM0S和GaN的飽和功率越來越大、飽和效率越來越高，同時隨著半導(dǎo)體制造水平的提高及移動通信市場的規(guī)模的迅猛擴大，大功率LDM0S、GaN、VC0的價格也呈現(xiàn)急劇下降，基本可以為消費類產(chǎn)品接收。然而，傳統(tǒng)微波輸出功率的控制需要依賴在高壓環(huán)境下工作的磁控管，使微波輸出功率的控制過程中安全性低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對傳統(tǒng)技術(shù)微波輸出功率的控制過程中安全性低的技術(shù)問題，提供一種微波輸出功率控制裝置及方法。
[0005]—種微波輸出功率控制裝置，包括:微波發(fā)生器、衰減電路、放大電路、控制器;所述微波發(fā)生器、衰減電路和放大電路的輸入端依次連接，所述控制器分別連接所述微波發(fā)生器、衰減電路和放大電路；
[0006]所述微波發(fā)生器發(fā)生微波，通過所述衰減電路進行衰減處理，再通過放大電路進行放大后輸出微波，所述控制器用于獲取所述微波發(fā)生器的微波發(fā)生功率、放大電路的增益以及微波加熱功率，并通過調(diào)節(jié)所述衰減電路的衰減值控制微波輸出功率。
[0007]上述微波輸出功率控制裝置，通過將微波發(fā)生器、衰減電路、放大電路依次連接，并使上述控制器分別連接所述微波發(fā)生器、衰減電路和放大電路，使控制器可以獲取所述微波發(fā)生器的微波發(fā)生功率、放大電路的增益以及用戶向微波加熱裝置輸入的加熱功率，并以此進行衰減電路的衰減值的調(diào)節(jié)，根據(jù)所衰減電路衰減值的調(diào)節(jié)控制微波輸出功率，這樣，上述微波輸出功率便可以依據(jù)衰減網(wǎng)絡(luò)進行控制，無需依賴高壓環(huán)境下工作的磁控管，可以提高控制微波輸出功率的安全性;且利用衰減電路衰減值對上述微波輸出功率進行調(diào)節(jié)，使上述微波輸出功率不會隨著上述微波發(fā)生功率的變化而變化，可以長時間提高微波輸出功率的穩(wěn)定性，進而可以提高相應(yīng)微波加熱裝置進行加熱的效果。
[0008]—種微波輸出功率控制方法，包括如下步驟:
[0009 ]獲取微波發(fā)生器的微波發(fā)生功率、放大電路的增益以及微波加熱功率；
[0010]根據(jù)所述微波發(fā)生功率、放大電路的增益以及微波加熱功率確定功率差值；
[0011 ]根據(jù)所述功率差值調(diào)節(jié)衰減電路，控制微波輸出功率。
[0012]上述微波輸出功率控制方法，通過獲取微波發(fā)生器的微波發(fā)生功率、放大電路的增益以及微波加熱功率，確定相應(yīng)的功率差值，進而調(diào)節(jié)衰減電路，以控制相應(yīng)的微波輸出功率，使上述微波輸出功率可以根據(jù)上述功率差值調(diào)節(jié)相應(yīng)衰減電路進行控制，無需依賴高壓環(huán)境下工作的磁控管，可以提高控制微波輸出功率的安全性;且在上述微波輸出功率的控制過程中，微波輸出功率不會隨著上述微波發(fā)生功率的變化而變化，可以提高微波輸出功率的穩(wěn)定性，以提高相應(yīng)微波加熱裝置的加熱效果。
【附圖說明】
[0013]圖1為一個實施例的微波輸出功率控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為一個實施例的微波輸出功率控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為一個實施例的微波輸出功率控制方法流程示意圖；
[0016]圖4為一個實施例的過溫保護流程圖；
[0017]圖5為一個實施例的過流保護流程圖；
[0018]圖6為一個實施例的反射功率檢測流程圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的微波輸出功率控制裝置及方法的【具體實施方式】進行闡述。
[0020]參考圖1，圖1所示為一個實施例的微波輸出功率控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖，包括:微波發(fā)生器11、衰減電路13、放大電路15、控制器17;所述微波發(fā)生器11、衰減電路13和放大電路15的輸入端依次連接，所述控制器17分別連接所述微波發(fā)生器11、衰減電路13和放大電路15；
[0021]所述微波發(fā)生器11發(fā)生微波，通過所述衰減電路13進行衰減處理，再通過放大電路15進行放大后輸出微波，所述控制器17用于獲取所述微波發(fā)生器11的微波發(fā)生功率、放大電路15的增益以及微波加熱功率，并通過調(diào)節(jié)所述衰減電路13的衰減值控制微波輸出功率。
[0022]上述微波加熱功率可以為用戶根據(jù)其加熱需求通過微波加熱裝置輸入的加熱功率。
[0023]上述放大電路可以包括η個放大器，第一放大器至第η放大器依次連接;其中，η為正整數(shù)，第η-1、η級放大器既可是單個功率器件構(gòu)成，也可由多個功率器件構(gòu)成，當(dāng)?shù)讦?1、η級由多個功率器件構(gòu)成時，Vgs(n-l)、Vgs(n)可為一組電壓數(shù)據(jù);第η-1級、η級功率器件可選取LDMOS(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體)，或GaN(Gallium Nitride氮化鎵)功率器件。上述微波發(fā)生器可由PLL(Phase LockedLoop鎖相環(huán))或VC0(Voltage Controlled Oscillator壓控振蕩器)或功率器件自激振蕩實現(xiàn)，一般情況下，微波發(fā)生器發(fā)生微波為915 土 25MHz (兆赫茲)或2450 土 50MHz。
[0024]上述衰減電路13為衰減值可調(diào)的衰減電路，其可以包括模擬可調(diào)衰減網(wǎng)絡(luò)，也可以包括數(shù)字可調(diào)衰減網(wǎng)絡(luò)。
[0025]作為一個實施例，若微波加熱裝置的輸出最大功率為P。#，微波發(fā)生器功率為Ριη，可調(diào)衰減網(wǎng)絡(luò)衰減值為Gatt，第一放大器功率增益為G1......第η-1放大器功率增益為Gn-1，第η放大器功率增益為Gn。則有:
[0026]Pout = P in_GATT+Gl+......+Gn-1+Gn ；
[0027]在實際大批量生產(chǎn)過程中，上述PihGi……不可避免的存在離散，其中某些值會偏大、某些值會偏小，造成Pin+Gd……+Gn-1+G4P值偏大或偏小。當(dāng)和值偏大時，使最末級(即第η級)放大器器件工作在過推動狀態(tài)，健壯性降低；當(dāng)和值偏小時，造成Pc>ut&偏小，輸送到爐腔的微波功率不夠。此時，可以調(diào)節(jié)衰減網(wǎng)絡(luò)衰減值Gatt，使Pin ,Gi……Gn、Gn在取正常離散值時，Pout仍為固定值，從而實現(xiàn)通過可調(diào)衰減網(wǎng)絡(luò)控制微波輸出功率的目的。
[0028]本發(fā)明提供的微波輸出功率控制裝置，通過將微波發(fā)生器、衰減電路、放大電路依次連接，并使上述控制器分別連接所述微波發(fā)生器、衰減電路和放大電路，使控制器可以獲取所述微波發(fā)生器的微波發(fā)生功率、放大電路的增益以及用戶向微波加熱裝置輸入的加熱功率，并以此進行衰減電路的衰減值的調(diào)節(jié)，根據(jù)所衰減電路衰減值的調(diào)節(jié)控制微波輸出功率，這樣，上述微波輸出功率便可以依據(jù)衰減網(wǎng)絡(luò)進行控制，無需依賴高壓環(huán)境下工作的磁控管，可以提高控制微波輸出功率的安全性;且利用衰減電路衰減值對上述微波輸出功率進行調(diào)節(jié)，使上述微波輸出功率不會隨著上述微波發(fā)生功率的變化而變化，可以長時間提高微波輸出功率的穩(wěn)定性，進而可以提高相應(yīng)微波加熱裝置進行加熱的效果。使用上述微波輸出功率控制裝置的微波加熱裝置也無需依賴體積、重量均偏大的磁控管以及相應(yīng)的電源單元，可以降低上述微波加熱裝置的體積和重量，提高使用該微波加熱裝置的便利性。
[0029]在一個實施例中，上述放大電路可以包括η個放大器，第一放大器至第η放大器依次連接;其中，η為正整數(shù)。
[0030]本實施例中，放大電路包括η個放大器，各個放大器具有不同的增益，可以對各個增益進行不同的設(shè)置，以提高上述放大電路對衰減后的微波進行放大的可控性。上述第一放大器的輸入端可以連接所述衰減電路，所述第η放大器的輸出端可以連接微波輸出端。上述衰減電路可以與第一放大器用一個增益可調(diào)節(jié)的放大管(而非固定增益的放大管)代替，此時可以通過調(diào)節(jié)第一放大器的增益來實現(xiàn)放大電路系統(tǒng)的增益，從而實現(xiàn)微波輸出功率的控制。
[0031]上述微波輸出功率控制裝置對應(yīng)的微波加熱裝置中，當(dāng)需要較小的微波加熱功率時，微波加熱裝置的供電電壓隨之調(diào)小，以便獲得最大效率，當(dāng)放大電路的增益保持不變時，可以通過調(diào)節(jié)衰減電路的衰減值以調(diào)小輸入放大電路的微波功率，這樣通過增大上述衰減電路的衰減值，使輸入放大電路的微波功率降低，從而使后續(xù)微波輸出功率降低，可以有效預(yù)防相應(yīng)放大電路的過驅(qū)動狀態(tài)。
[0032]參考圖2，圖2所示為一個實施例的微波輸出功率控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，上述微波輸出功率控制裝置還可以包括電源16，所述電源16分別連接所述放大電路15、控制器17。
[0033]本實施例中，上述電源16可以為可調(diào)電壓源，若上述放大電路15包括多個放大器，則可以將電源16分別連接各個放大器。
[0034]若上述電源16為可調(diào)電壓源，則可