微波爐的磁控管的製作方法

2023-05-29 18:05:16 4

專利名稱：微波爐的磁控管的製作方法
技術領域：
本發明涉及被使用在微波爐中的磁控管。
背景技術：
一常規微波爐的磁控管包括在一濾波器殼(filter case)50內的扼流線圈51，並且使所述扼流線圈51的一端51A連接到負極輸入導體52而所述扼流線圈51的另一端51B連接到一電容器53的接頭53A上，並且如圖14所示所述電容器53被設置在所述濾波器殼50的側壁上。
所述扼流線圈51可以解決下列問題。具體地說，一空心式電感(air-coretype inductance)55和一具有在繞組中的杆形高頻吸收元件(鐵氧體磁芯)57的鐵心式電感(core type inductance)56被串聯，因此在所述扼流線圈51的繞組中的電介質出現被燒毀現象而導致絕緣失效或產生鐵氧體磁芯57破裂(例如，公開在JP-B-57-17344中)。
微波爐的磁控管被更加要求具有小的尺寸以維持微波爐內的大的內部部分。為了滿足該要求，磁控管具有小高度的濾波器殼50是必要的。但是，該微波爐的磁控管保持從所述扼流線圈51到該濾波器殼50的距離，該值等於或大於一個特定的值以滿足安全標準。而且，在該微波爐的磁控管中，與工業磁控管不同，對噪聲的限制是很嚴格的。
所述磁控管用於在具有複雜結構的空間中產生高頻。因此，模擬的結果和實驗的結果彼此很不相同。換句話說，預測在尺寸被減少的情況下產生的影響是不可能的。

發明內容
本發明是考慮到這些情況而做出的並且其目的在於提供一種磁控管，其用於一種考慮到安全標準及噪聲的小型微波爐。
本發明提供一種用於微波爐的磁控管，包括在一濾波器殼中，一對扼流線圈，在扼流線圈中一空心式電感和具有在一繞組中的一高頻吸收元件的一鐵心式電感串聯，每個所述扼流線圈中的一端被連接到一對負極輸入導體的每一個上，而每個所述扼流線圈的另一端被連接到一對電容器的接頭的每一個上；其中所述濾波器殼的內部表面的高度被設定為35到45mm；所述空心式電感的外徑被設定為5.5到7.5mm，且所述鐵心式電感的高頻吸收元件的橫截面被設定為5到16mm2；以及在所述電容器的接頭和所述濾波器殼之間的靜電容量保持為500到700pF。
根據該結構，所述濾波器殼可以被製造得緊湊。而且，通過減小所述扼流線圈的成形，能夠維持所述扼流線圈到所述濾波器殼的距離為一個標準值。因此，可以滿足其安全標準。並且，能夠抑制在400到700MHz頻段的噪聲。
在普通的用於微波爐的磁控管設計中，為了避免噪聲的產生，不會改變扼流線圈的形狀。但是，在根據本發明的用於微波爐的磁控管中，根據在所述濾波器殼的尺寸或所述電容器的接頭和所述濾波器殼之間的靜電容量與噪聲的關係的新的知識，能夠在滿足安全標準的情況下實現減小尺寸並且減少噪聲。
而且，一種根據本發明的微波爐包括根據本發明的微波爐的磁控管。
根據本發明，能夠獲得減少微波爐的磁控管的尺寸並且滿足安全標準以及減少噪聲的益處。


圖1為顯示根據本發明實施例的磁控管的剖面圖，圖2為沿圖1中A-A線的剖視圖，圖3為在圖1中箭頭B方向上看的視圖，圖4為沿圖1中C-C線的剖視圖，圖5顯示在400Mhz頻段下對應於在電容器接頭和濾波器殼之間靜電容量的噪聲衰減量的曲線，圖6顯示根據本發明實施例的磁控管中噪聲衰減量的曲線，圖7為顯示在空心式電感的外徑變化下的空間波噪聲的水平(400Mhz)的曲線，圖8為顯示在空心式電感的外徑變化下的空間波噪聲的水平(700MHz)的曲線，
圖9為顯示在鐵心式電感的鐵氧體磁芯的直徑(φ2.0mm，φ2.5mm，φ3.0mm)的變化下的空間波噪聲的水平(400Mhz)的曲線，圖10為顯示在鐵心式電感的鐵氧體磁芯的直徑(φ3.5mm，φ4.0mm，φ4.5mm)的變化下的空間波噪聲的水平(400Mhz)的曲線，圖11為顯示根據本發明實施例的扼流線圈的形狀的視圖，圖12為顯示根據本發明實施例的扼流線圈的另一個形狀的視圖，圖13為顯示根據本發明實施例的扼流線圈的再一個形狀的視圖，圖14為顯示一個常規的磁控管的剖視圖，及圖15為顯示常規磁控管的噪聲減少量的曲線。
具體實施例方式
如圖1和2所示，根據本發明實施例的一微波爐的磁控管10(此後將叫做「磁控管10」)包括濾波器殼11，一個電容器15被設置在所述濾波器殼11側壁13上，一對扼流線圈16和17設置在該濾波器殼11內。所述扼流線圈16和17及電容器15組成所謂的LC濾波電路。
在該濾波器殼11中，一負極輸入部分18被設置在殼體12的頂板部分的中心，所述電容器15被設置在側壁13的中心並且所述殼體12的開口由一個蓋元件20封閉。
所述電容器15具有一對電容器接頭15A和15B伸出進入所述濾波器殼11。
所述負極部分18具有一對負極輸入導體18A和18B伸出進入所述濾波器殼11。
所述蓋元件20包括一個配合周邊壁21和一個凸出部分22，該配合周邊壁21能夠與所述殼體12的開口的周邊壁配合，該凸出部分22由所述配合周邊壁22圍繞朝著下方凸出，並且所述凸出部分22大致形成在所述配合周邊壁21的較低端21A的水平上。所述凸出部分22大致形成在所述配合周邊壁21的較低端21A的水平上因此所述濾波器殼11的內表面的高度H1被設定為35到45mm。
通過串聯連接一個空心式電感25和一個具有一個在繞組中的杆形高頻吸收元件27(就是鐵氧體磁芯)的鐵心式電感26而得到所述扼流線圈16。
所述扼流線圈16具有連接到所述負極輸入導體18A的端16A和連接到電容器接頭15A的另一端16B。所述端16A是一個設置在空心式電感25側的端而另一端16B是設置在所述鐵心式電感26側的端。
如圖3所示，所述空心式電感25通過如螺線管一樣地粗略地纏繞由銅材料形成的繞組28而獲得，並且被形成為具有2.5到4.5mm的內直徑d1。在所述空心式電感25中，所述繞組28具有1.4mm的線直徑d2並且具有5.5到7.5mm的外直徑d3。
如圖4所示，包括高頻吸收元件27的所述鐵心式電感26通過像螺線管一樣地纏繞由銅材料圍繞所述高頻吸收元件27而形成所述繞組28而獲得。所述高頻吸收元件具有橫截面S，被設定為5到16mm2。該鐵心式電感26具有小的外徑d3，其以與所述空心式電感25相同的方式具有5.5到7.5mm外徑。
所述另一個扼流線圈17如圖2所示具有連接到另一個負極輸入導體18B的端17A及另一個連接到另一個電容器接頭15B的端17B。所述另一個扼流線圈17是一個與所述扼流線圈16線性對稱的元件，並且那些與扼流線圈16的各個部件的附圖標記相同的附圖標記被附加在另一個扼流線圈17上，並且將省略對它們的說明。
通過設定扼流線圈16和17的外徑d3為小的尺寸，也就是為5.5到7.5mm，即使所述濾波器殼11的內表面的高度H1被設定為小尺寸，也就是35到45mm，能夠維持在扼流線圈16和17與所述濾波器殼11的頂板部分14之間的距離H2(見圖1)等於或大於一標準值14.5mm並且維持在扼流線圈16和17與所述蓋元件20的凸出部分的距離H3(見圖1)等於或大於14.5mm。
圖5顯示在400Mhz頻段下對於在一個濾波器電路中所述電容器接頭15A和15B及所述濾波器殼11之間的靜電容量的噪聲衰減量，在該濾波器電路中所述濾波器殼的內表面具有40mm的高度，所述高頻吸收元件(鐵氧體磁芯)27具有直徑φ3.0mm並且電感為1μH。在圖5中，很明顯一個普通的常規的)磁控管在一電容器接頭和一濾波器殼之間具有350到400pF的靜電容量，並且通過設定所述靜電容量等於或大於500pF而增加所述噪聲的衰減量。但是，當所述靜電容量等於或大於750pF時，在所述磁控管被操作時(在操作期間)，從電容器中產生振動聲音(所謂的電致伸縮聲)，這實際上不是很好的。因此，優選的靜電容量為500到700pF。
形成所述磁控管10，以加大電容器15的電介質材料的介電常數ε並且提高靜電容量，從而維持在電容器接頭15A和15B與所述濾波器殼11中的靜電容量為500到700PF。
而且，通過加大電容器的靜電容量，能夠抑制空間波噪聲的產生並且減少在400到700Mhz頻段下的噪聲。
圖6為一個說明所述磁控管的噪聲減少的曲線。圖15是一個說明常規磁控管中的噪聲的減少的曲線。在圖6和15中，縱坐標軸表示噪聲衰減的量而橫坐標軸表示頻率。根據圖15的曲線，很明顯在常規磁控管中在400到700MHz頻段空間波噪聲被衰減大致50dB，根據圖6的曲線，很明顯在本實施例的磁控管中在400到700MHz頻段下空間波噪聲的衰減大致為60dB。
確定在所述空心式電感的外徑和在一頻段下的噪聲水平之間具有一個關係，其中基於所述電容器的靜電容量獲得明顯的噪聲衰減效果。圖7和8顯示空間波噪聲水平(400到700MHz)隨著所述空心式電感的外徑而變化。在圖7和8的曲線中，縱座標軸表示噪聲水平而橫座標軸表示所述空心式電感的外徑。與常規的情況下的外徑為8.0mm相比，很明顯在外徑為5.5到7.5mm的外徑範圍內可以獲得明顯的噪聲改進效果。圖7和8顯示從400到700MHz頻段的兩個端點。同樣在其它中間區域，也獲得相同的噪聲改進效果的趨勢。
通過使用這樣一個微波爐，即，其具有1000W的輸出並且安裝所述磁控管10，在該磁控管中所述濾波器殼11具有70mm×70mm的寬度並且所述扼流線圈16和17設置有具有不同的直徑的鐵氧體磁芯27，從而在400Mhz頻段下噪聲的衰減量被確定。圖9和10顯示所述確認下的結果。在該示例中，在所述扼流線圈16和17中，具有線直徑1.4mm的銅材料被圍繞所述鐵心式電感26的鐵氧體磁芯27進行纏繞，並且所述電感被保持具有1μH。
圖9和10顯示在所述鐵心式電感26中的鐵氧體磁芯27在某個直徑下所述濾波器殼的內部表面的高度和在400Mhz頻段下的噪聲衰減之間的關係。圖9為當使用在磁控管10內的所述鐵氧體磁芯27分別具有φ2.0mm(橫截面為3.5mm2)、φ2.5mm(橫截面為4.9mm2)、φ3.0mm(橫截面為7.1mm2)時的曲線，且圖10為當使用在所示磁控管10中的所述鐵氧體磁芯27分別具有φ3.5mm(橫截面為9.6mm2)、φ4.0mm(橫截面為12.6mm2)、φ4.5mm(橫截面為15.9mm2)時的曲線。縱座標軸表示噪聲衰減的量而橫座標軸表示所述濾波器殼的內部表面的高度。通過設定在常規磁控管中(鐵氧體磁芯具有5.0mm直徑並且具有19.6mm2的橫截面)的噪聲量為參考值(衰減量為零的水平)並且設定在每個鐵氧體磁芯直徑下噪聲的量為衰減的量而獲得該曲線。
根據圖9和10，很明顯，噪聲衰減量在所述鐵氧體磁芯的直徑從φ2.5mm到φ4.5mm(橫截面大致從5到16mm2變換)範圍內及所述濾波器殼的內部表面高度為35mm到45mm範圍時得到加強。作為最大的效益值，在所述鐵氧體磁芯的直徑為3.0mm(大致7mm2的橫截面)且所述濾波器殼的內部表面高度為40mm時獲得8.5dB的衰減。
在該實施例中，對頻段在400到700MHz下空間波噪聲的衰減進行了描述。根據該實施例的磁控管10，能夠確定在100到30Mhz頻段內的噪聲(線噪聲)也可以被減少。
雖然作為本發明的實施例描述了扼流線圈所採用的形狀如圖11所示(所述鐵心式電感的外徑等於所述空心式電鋼的外徑)，但是如果所述空心式電感具有5.5到7.5mm的外徑且高頻吸收元件具有5到16mm2的橫截面時也可以採用其它的形狀。例如，如圖12所示所述鐵心式電感的外徑可以大於所述空心式電感的外徑，或者所述鐵心式電感的外徑可以如圖13所示逐漸變化狀。
本發明對能夠減少尺寸並能夠滿足安全標準的磁控管非常有用，並且該磁控管具有減少噪聲的效果並且被沿用在微波爐內。
權利要求
1.一種微波爐的磁控管，包括一濾波器殼；及一對扼流線圈，它們被設置在所述濾波器殼內，在每個所述扼流線圈中，一空心式電感和具有在一繞組中的一高頻吸收元件的一鐵心式電感串聯，每個所述扼流線圈的一端被連接到一對負極輸入導體的每一個上，而每個所述扼流線圈的另一端被連接到一對電容器的接頭的每一個上；其中所述濾波器殼的內部表面的高度被設定為35到45mm；所述空心式電感的外徑被設定為5.5到7.5mm，且所述鐵心式電感的高頻吸收元件的橫截面被設定為5到16mm2；及在所述電容器的接頭和所述濾波器殼之間的靜電容量保持為500到700pF。
2.一種微波爐，包括根據權利要求1所述的微波爐的磁控管。
全文摘要
本發明提供一種用於一種考慮到安全標準以及噪聲的小型微波爐的磁控管，在一微波爐的磁控管中，一對扼流線圈(16，17)被設置在一濾波器殼(11)內，並且所述濾波器殼(11)的內部表面高度被設定為35到45mm，空心式電感(25)的外徑(d3)被設定為5.5到7.5mm，並且一高頻吸收元件(27)的橫截面(S)被設定為5到16mm
文檔編號H01J25/00GK1855351SQ20061007707
公開日2006年11月1日 申請日期2006年4月26日 優先權日2005年4月26日
發明者落合宏, 齊藤悅扶, 鈴木秀賢, 桑原渚 申請人:松下電器產業株式會社