本申請涉及一種微波電源供應(yīng)器。

背景技術(shù)：

微波電源供應(yīng)器的技術(shù)關(guān)鍵之一在于積熱冷卻，其目的在使變壓器及其他元件常處于較低溫的工作狀態(tài)，避免過熱燒毀并確保其效率。但隨著電源供應(yīng)器的額定輸出功率的升級，其積熱隨之增加，而體積與表面積的比值(其后簡稱“體面比”)卻隨之減小，因此越發(fā)提高積熱冷卻的難度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請?zhí)峁┮环N模塊化微波電源供應(yīng)器，該模塊化微波電源供應(yīng)器包含：多個微波電源供應(yīng)器模塊；多個隔離二極管。多個微波電源供應(yīng)器模塊各包含：一磁共振變壓器；一共振電容器，耦接該磁共振變壓器；以及一整流二極管，耦接該共振電容器。各該多個微波電源供應(yīng)器模塊分別與各該多個隔離二極管的其中一極個別連接，而各該多個隔離二極管的其中另一極互相共同連接，并且連接至一磁控管負載。

本申請采多個單一微波電源供應(yīng)器模塊隔離并聯(lián)技術(shù)，組合升級成為一個可高功率輸出的微波電源供應(yīng)器。

前文已頗為廣泛地概述本發(fā)明的特征及技術(shù)優(yōu)勢以便可更好地理解隨后的本發(fā)明的詳細描述。本發(fā)明的額外特征及優(yōu)勢將在下文中加以描述，且形成本發(fā)明的權(quán)利要求書的主題。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解，所揭示的概念及特定實施例可易于用作修改或設(shè)計其他結(jié)構(gòu)或程序以用于進行本發(fā)明的同樣目的的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域技術(shù)人員亦應(yīng)認識到，此等等效構(gòu)造并不脫離如隨附權(quán)利要求書中所闡明的本發(fā)明的精神及范圍。

附圖說明

由以下詳細說明與附隨圖式得以最佳了解本申請案揭示內(nèi)容的各方面。注意，根據(jù)產(chǎn)業(yè)的標準實施方式，各種特征并非依比例繪示。實際上，為了清楚討論，可任意增大或縮小各種特征的尺寸。

圖1a、1b是根據(jù)一些實施例說明微波電源供應(yīng)器的電路圖。

圖1c是根據(jù)一些實施例說明微波電源供應(yīng)器的功率輸出波形圖。

圖2a是根據(jù)一些實施例說明微波電源供應(yīng)器的電路圖。

圖2b是根據(jù)一些實施例說明微波電源供應(yīng)器的功率輸出波形。

圖3a是根據(jù)一些實施例說明微波電源供應(yīng)器的電路圖。

圖3b是根據(jù)一些實施例說明微波電源供應(yīng)器的功率輸出波形圖。

圖4a是根據(jù)一些實施例說明微波電源供應(yīng)器的電路圖。

圖4b是根據(jù)一些實施例說明微波電源供應(yīng)器的功率輸出波形圖。

圖5是根據(jù)一些實施例說明微波電源供應(yīng)器的電路圖。

圖6a、6b是根據(jù)一些實施例說明微波電源供應(yīng)器的電路圖。

圖7是根據(jù)一些實施例說明微波電源供應(yīng)器的電路圖。

圖8a、8b是根據(jù)一些實施例說明微波電源供應(yīng)器的電路圖。

【符號說明】

10、20、33、34、53、54、75、76、91、92、93、120、121、122、123、145、146、147、148、173、174、175、176、177、178微波電源供應(yīng)器模塊

11、21、31、32、51、52、71、72、88、89、90、116、117、118、119、141、142、143、144、161、162、163、164、165、166交流電源

12、22、41、63、79、110、128、153、185磁控管負載

23、35、38、55、59、81、84、112磁共振變壓器

24半波倍壓共振電路

25、36、39、56、60、82、85、113共振電容器

26、37、40、57、61、83、86、114、179、180、181、182、183、184整流二極管

58、62、77、78、97、98、99、124、125、126、127、149、150、151、152隔離二極管

27、42、64、80、111、129、154、186磁控管燈絲電源73、74、94、95、96、130、131、132、133、155、

156、157、158、167、168、169、170、171、172繼電器

100、101、102、103、104、105、106、107、108微波電源供應(yīng)器

109多個模塊化微波電源供應(yīng)器

191卷軸

192被加熱物

193濾波器

194加熱腔室

195輸送帶

上文已經(jīng)概略地敘述本公開的附圖，從而使下文的本公開詳細描述得以獲得較佳了解。構(gòu)成本公開的權(quán)利要求書標的的其它技術(shù)特征及優(yōu)點將描述于下文。本公開所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)可了解，下文揭示的概念與特定實施例可作為基礎(chǔ)而相當輕易地予以修改或設(shè)計其它結(jié)構(gòu)或工藝而實現(xiàn)與本公開相同的目的。本公開所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員亦應(yīng)可了解，這類等效的建構(gòu)并無法脫離所附的權(quán)利要求書所提出的本公開的精神和范圍。

具體實施方式

以下揭示內(nèi)容提供許多不同的實施方式或范例，用于實施本申請案的不同特征。元件與配置的特定范例的描述如下，以簡化本申請案的揭示內(nèi)容。當然，這些僅為范例，并非用于限制本申請案。例如，以下描述在第二特征上或上方形成第一特征可包含形成直接接觸的第一與第二特征的實施方式，也可包含在該第一與第二特征之間形成其他特征的實施方式，因而該第一與第二特征可并非直接接觸。此外，本申請案可在不同范例中重復(fù)元件符號和/或字母。此重復(fù)為了簡化與清楚的目的，而非支配不同實施方式和/或所討論架構(gòu)之間的關(guān)系。

再者，本申請案可使用空間對應(yīng)語詞，例如“之下”、“低于”、“較低”、“高于”、“較高”等類似語詞的簡單說明，以描述附圖中一元件或特征與另一元件或特征的關(guān)系?？臻g對應(yīng)語詞用以包括除了附圖中描述的位向之外，裝置于使用或操作中的不同位向。裝置或可被定位(旋轉(zhuǎn)90度或是其他位向)，并且可相應(yīng)解釋本申請案使用的空間對應(yīng)描述。

本申請為有效解決高功率微波電源供應(yīng)器的積熱冷卻問題，乃采用多個單一微波電源供應(yīng)器模塊，使之組合升級而成高功率微波電源供應(yīng)器。此舉將不改變電源供應(yīng)器功率升級后的體面比，進而確保冷卻效果。另一方面，單一微波電源供應(yīng)器模塊適合量產(chǎn)，故其性價比可以得到優(yōu)化。故當微波電源供應(yīng)器的輸出功率以本申請的方法予以升級后，單一微波電源供應(yīng)器模塊的優(yōu)化性價比將得以保有。

為實現(xiàn)微波加熱工業(yè)化應(yīng)用，現(xiàn)在利用單一微波電源供應(yīng)器模塊的諸元件的優(yōu)化性價比，達成微波輸出功率升級的目的。本申請乃采多個單一微波電源供應(yīng)器模塊隔離并聯(lián)技術(shù)，組合升級成為一個可高功率輸出的微波電源供應(yīng)器。

如圖1a、1b所示，量產(chǎn)型微波電源供應(yīng)器100、101的電路主要由一個磁共振變壓器以及一個半波倍壓共振電路所組成。如圖1a，微波電源供應(yīng)器100包含微波電源供應(yīng)器模塊10、交流電源11(220v/60hz)、磁控管負載12。如圖1b，微波電源供應(yīng)器101包含微波電源供應(yīng)器模塊20、交流電源21(220v/60hz)、磁控管負載22、磁控管燈絲電源27(此處假設(shè)額定交流電源的頻率為220v/60hz,但不限定為220v/60hz)。微波電源供應(yīng)器模塊20包含磁共振變壓器23、半波倍壓共振電路24。半波倍壓共振電路24由共振電容器25、整流二極管26所組成，共振電容器25連接整流二極管26的其中一極，該整流二極管26的另一極接地。其功率輸出隨時間變化如圖1c所示，此處假設(shè)額定交流電源的頻率為60hz，但不限定為60hz，橫軸為時間(單位為秒)，縱軸為輸出功率。其中磁共振變壓器23以及共振電容器25具有穩(wěn)定功率輸出及提高功因(效率)的效果。

為求更大的微波功率輸出，將兩個單一微波電源供應(yīng)器模塊33、34的負載端直接予以并聯(lián)，其微波電源供應(yīng)器102電路結(jié)構(gòu)如圖2a所示。微波電源供應(yīng)器102還包含兩組交流電源31、32、磁控管負載41、磁控管燈絲電源42。其中r及s為交流電源31、32兩個輸出端點的代號。微波電源供應(yīng)器模塊33包含磁共振變壓器35、共振電容器36、整流二極管37。微波電源供應(yīng)器模塊34包含磁共振變壓器38、共振電容器39、整流二極管40。并聯(lián)前后的輸出功率的時間變化如圖2b所示，此處假設(shè)額定交流電源的頻率為60hz，但不限定為60hz，橫軸為時間(單位為秒)，縱軸為功率輸出，其中并聯(lián)前兩個單一微波電源供應(yīng)器模塊33、34的輸出功率的時間變化分別以短虛線與長虛線表示，并聯(lián)后總輸出功率的時間變化則以實線表示。

并聯(lián)前后的效率測量結(jié)果顯示：并聯(lián)前，單一微波電源供應(yīng)器模塊33、34的效率為90％，并聯(lián)后整體電源供應(yīng)器102效率為72％，效率損失18％。其原因肇始于兩個微波電源供應(yīng)器模塊33、34在時序上的相位不盡相同，其相位相異部分將構(gòu)成短路，進而造成電路熱耗損，故效率損失，如圖2b所示此處假設(shè)額定交流電源的頻率為60hz，但不限定為60hz。

如圖3a所示，本申請的一實施例中，關(guān)鍵技術(shù)即在于消除功率迭加后的效率損失。關(guān)鍵技術(shù)在于將多個單一微波電源供應(yīng)器模塊53、54的負載端各裝置一枚隔離二極管58、62后，再予以并聯(lián)，該隔離二極管58、62的功能在于隔離兩個乃至多個單一微波電源供應(yīng)器模塊53、54，使之互不干擾，故其相位相異部分不會造成短路而依舊對負載做功，進而排除并聯(lián)后的效率損失。微波電源供應(yīng)器103還包含兩組交流電源51、52、磁控管負載63、磁控管燈絲電源64。其中r及s為交流電源兩個輸出端點的代號。微波電源供應(yīng)器模塊53包含磁共振變壓器55、共振電容器56、整流二極管57。微波電源供應(yīng)器模塊54包含磁共振變壓器59、共振電容器60、整流二極管61。

依據(jù)以上論述，現(xiàn)在以二個單一微波電源供應(yīng)器模塊53、54并聯(lián)為例。并聯(lián)前后的效率測量結(jié)果顯示：并聯(lián)前單一微波電源供應(yīng)器模塊效率為90％，并聯(lián)后整體效率為89.5％，效率損失僅0.5％。顯示本申請技術(shù)大幅降低前述的效率損失(由18％降低至0.5％)。藉由圖3b的解析可知，此處假設(shè)額定交流電源的頻率為60hz，但不限定為60hz，橫軸為時間(單位為秒)，縱軸為功率輸出，長短虛線分別為微波電源供應(yīng)器模塊53、54的功率輸出，實線為迭加后的總功率輸出。兩個單一微波電源供應(yīng)器模塊53、54的時域相位雖有些許差異，但每一單一微波電源供應(yīng)器模塊53、54的負載端各有一個隔離二極管58、62予以隔離，故相位交錯部分并不形成短路，進而排除效率損失，達到功率輸出加成的目的。

在另一實施例中，根據(jù)上述技術(shù)的原理原則，本申請可依據(jù)圖4a所示方法予以實施。其中假設(shè)兩個單一微波電源供應(yīng)器模塊75、76的額定交流電源71、72為220v/60hz(此處假設(shè)額定交流電源的頻率為220v/60hz,但不限定為220v/60hz)(輸出端點代號為r及s)。特別地，為使兩個單一微波電源供應(yīng)器模塊75、76電路在時域輸出相位相差180度，故其接點順序分別設(shè)定為r-s與s-r，使峰值功率不變而總功率得以加成，即全波輸出配置，有別于前例的半波輸出配置。如圖4b所示，此處假設(shè)額定交流電源的頻率為60hz，但不限定為60hz，橫軸為時間(單位為秒)，縱軸為功率輸出，實、虛線分別代表微波電源供應(yīng)器模塊75、76的功率輸出。另一方面，為調(diào)整微波功率輸出，可在單一電源供應(yīng)器模塊75、76前加裝可控繼電器73、74、斷路器或其他功率控制元件，藉由獨立調(diào)控每一單一微波電源供應(yīng)器模塊75、76的功率輸出，進而達到調(diào)控總功率輸出的目的。微波電源供應(yīng)器104還包含磁控管負載79、磁控管燈絲電源80、隔離二極管77、78。特別地，多個單一微波電源供應(yīng)器模塊75、76的負載端各裝置一枚隔離二極管77、78后，再予以并聯(lián)。微波電源供應(yīng)器模塊75包含磁共振變壓器81、共振電容器82、整流二極管83。微波電源供應(yīng)器模塊76包含磁共振變壓器84、共振電容器85、整流二極管86。

在另一實施例中，本申請可以實現(xiàn)三個微波電源供應(yīng)器模塊91、92、93隔離并聯(lián)電路，如圖5所示。其中r、s及t為220v/60hz(此處假設(shè)額定交流電源的頻率為220v/60hz,但不限定為220v/60hz)三相交流電源88、89、90的三個輸出端點的代號。另一方面，為調(diào)整微波功率輸出，可在單一微波電源供應(yīng)器模塊91、92、93前加裝可控繼電器94、95、96，或斷路器或其他功率控制元件，藉由獨立調(diào)控每一單一微波電源供應(yīng)器模塊91、92、93的功率輸出，而達到調(diào)控總功率輸出的目的。微波電源供應(yīng)器105還包含磁控管負載110、磁控管燈絲電源111、隔離二極管97、98、99。特別地，多個單一微波電源供應(yīng)器模塊91、92、93的負載端各裝置一枚隔離二極管97、98、99后，再予以并聯(lián)。微波電源供應(yīng)器模塊91包含磁共振變壓器112、共振電容器113、整流二極管114。另外，微波電源供應(yīng)器模塊91、92、93彼此具有相同組成元件，故不重復(fù)論述。

在另一實施例中，本申請可以實現(xiàn)四個單一微波電源供應(yīng)器模塊隔離并聯(lián)電路，如圖6a、6b所示。特別地，其中r、s及t為三相220v/60hz交流電源的三個輸出端點的代號(此處假設(shè)額定交流電源的頻率為220v/60hz,但不限定為220v/60hz)。其中圖6a的實施例為合并兩個圖4a的實施例為一組，微波電源供應(yīng)器106包含交流電源116、117、118、119、微波電源供應(yīng)器模塊120、121、122、123、繼電器130、131、132、133、隔離二極管124、125、126、127、磁控管負載128、磁控管燈絲電源129。微波電源供應(yīng)器模塊120、121、122、123與前述的微波電源供應(yīng)器模塊91的結(jié)構(gòu)相同。特別地，接點順序分別設(shè)定為r-s、s-r、r-s、s-r，并藉由繼電器130、131、132、133的調(diào)控，用以降低效率損失，獲得高功率輸出的微波電源供應(yīng)器106。

圖6b則為圖5的實施例微波電源供應(yīng)器105再與一個單一微波電源供應(yīng)器模塊的隔離并聯(lián)電路。微波電源供應(yīng)器107包含交流電源141、142、143、144、微波電源供應(yīng)器模塊145、146、147、148、繼電器155、156、157、158、隔離二極管149、150、151、152、磁控管負載153、磁控管燈絲電源154。微波電源供應(yīng)器模塊145、146、147、148與前述的微波電源供應(yīng)器模塊91的結(jié)構(gòu)相同。特別地，交流電源141、142、143、144的接點順序分別設(shè)定為r-s、s-t、t-r、r-s，并藉由繼電器155、156、157、158的調(diào)控，用以降低效率損失，獲得高功率輸出的微波電源供應(yīng)器107。

在另一實施例中，如圖7所示，合并兩個圖5的實施例微波電源供應(yīng)器105，本實施例可實現(xiàn)六個單一微波電源供應(yīng)器隔模塊離并聯(lián)電路。微波電源供應(yīng)器108包含交流電源161、162、163、164、165、166微波電源供應(yīng)器模塊173、174、175、176、177、178、繼電器167、168、169、170、171、172、隔離二極管179、180、181、182、183、184、磁控管負載185、磁控管燈絲電源186。微波電源供應(yīng)器模塊173、174、175、176、177、178與前述的微波電源供應(yīng)器模塊91的結(jié)構(gòu)相同。特別地，交流電源161、162、163、164、165、166的接點順序分別設(shè)定為r-s、s-t、t-r、s-r、t-s、r-t，并藉由繼電器167、168、169、170、171、172的調(diào)控，用以降低效率損失，獲得高功率輸出的微波電源供應(yīng)器108。

總結(jié)，本申請能有效解決高功率微波電源供應(yīng)器的積熱冷卻問題，并且使單一微波電源供應(yīng)器模塊組合升級，而成高功率微波電源供應(yīng)器。此外，本申請達到不改變電源供應(yīng)器功率升級后的體面比，進而確保冷卻效果。

在另一實施例中，適當合并上述諸實施例，本申請可實現(xiàn)任意個單一微波電源供應(yīng)器模塊的隔離并聯(lián)電路。

在另一實施例中，本申請可以多個模塊化微波電源供應(yīng)器的隔離并聯(lián)電路實現(xiàn)工業(yè)用微波爐的規(guī)格，其總輸出功率并無上限。圖8a及圖8b所示，乃采用多個模塊化微波電源供應(yīng)器109針對一個加熱腔室中的待加熱物實施微波加熱。圖8b所示，多個模塊化微波電源供應(yīng)器109供應(yīng)熱源至加熱腔室194，卷軸191與輸送帶195的配置用來輸送被加熱物192，濾波器193配置于輸送帶195的上下側(cè)。

在一實施例中，該多個微波電源供應(yīng)器模塊的個數(shù)為2；該多個隔離二極管的個數(shù)為2。

在一實施例中，該多個微波電源供應(yīng)器模塊的個數(shù)為3；該多個隔離二極管的個數(shù)為3。

在一實施例中，該多個微波電源供應(yīng)器模塊的個數(shù)為4；該多個隔離二極管的個數(shù)為4。

在一實施例中，該多個微波電源供應(yīng)器模塊的個數(shù)為5；該多個隔離二極管的個數(shù)為5。

在一實施例中，該多個微波電源供應(yīng)器模塊的個數(shù)為6；該多個隔離二極管的個數(shù)為6。

在一實施例中，該多個微波電源供應(yīng)器模塊的個數(shù)為n；該多個隔離二極管的個數(shù)為n，其中n為大于或等于7的正整數(shù)。

在一實施例中，該多個微波電源供應(yīng)器與該多個隔離二極管經(jīng)配置為全波整流或半波整流。

在一實施例中，各該多個微波電源供應(yīng)器的輸出功率為個別且獨立控制。

在一實施例中，該多個微波電源供應(yīng)器對應(yīng)一加熱腔室，經(jīng)配置能對該加熱腔室內(nèi)的待加熱物進行微波加熱。

前述內(nèi)容概述一些實施方式的特征，因而本領(lǐng)域技術(shù)人員可更加理解本申請案揭示內(nèi)容的各方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解可輕易使用本申請案揭示內(nèi)容作為基礎(chǔ)，用于設(shè)計或修飾其他工藝與結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)與本申請案所述的實施方式具有相同目的和/或達到相同優(yōu)點。本領(lǐng)域技術(shù)人員亦應(yīng)理解此均等架構(gòu)并不脫離本申請案揭示內(nèi)容的精神與范圍，以及本領(lǐng)域技術(shù)人員可進行各種變化、取代與替換，而不脫離本申請案揭示內(nèi)容的精神與范圍。