微波檢測電路及包含該微波檢測電路的微波爐的製作方法

2023-05-25 02:12:26

本實用新型涉及微波技術，具體地，涉及一種微波檢測電路及包含該微波檢測電路的微波爐。

背景技術：

微波是一種電磁波，微波爐是一種用微波加熱食品的現代化烹調灶具。微波爐由電源、磁控管、控制電路和烹調腔等部分組成。電源向磁控管提供大約4000伏高壓，磁控管在電源激勵下，連續產生微波，再經過波導系統，耦合到烹調腔內。在烹調腔的進口處附近，有一個可旋轉的攪拌器，因為攪拌器是風扇狀的金屬，旋轉起來以後對微波具有各個方向的反射，所以能夠把微波能量均勻地分布在烹調腔內，從而加熱食物。微波爐的功率範圍一般為500～1000瓦。

如何精確地控制磁控管發出期望功率的微波對於微波爐加熱食品而言是非常重要的，然而現有微波爐上並沒有任何裝置對磁控管發射的微波進行精確的檢測。

技術實現要素：

本實用新型實施例的目的是提供一種微波檢測電路及包含該微波檢測電路的微波爐，其可對微波爐的輸出功率進行定量檢測。

為了實現上述目的，本實用新型實施例提供一種微波檢測電路，該電路包括：定向耦合器，耦合至用於傳輸微波信號的微帶線，用於將該微帶線上傳輸的微波信號耦合輸出至檢波電路；以及檢波電路，用於檢測所述定向耦合器耦合輸出到該檢波電路的信號的功率，並經由一輸出埠輸出與該功率相對應的模擬電壓信號；以及控制單元，用於根據所述模擬電壓信號，確定所述微波信號的功率。

可選的，該微波檢測電路還包含：衰減電路，連接在所述定向耦合器與所述檢波電路之間，用於對所述所述定向耦合器耦合輸出的信號進行衰減，以使得輸入至所述檢波電路的信號的功率處於所述檢波電路的檢測範圍。

可選的，所述衰減電路為π型衰減電路。

可選的，所述π型衰減電路包含：電阻R27、電阻R28以及電阻R31，其中電阻R28連接在所述定向耦合器與所述檢波電路之間，且該電阻R28一端經由電阻R27接地，另一端經由電阻R31接地。

可選的，所述定向耦合器包含：第一天線，連接至所述微帶線；以及第二天線，與所述第一天線相對布置，用於接收所述第一天線發射的所述微帶線上傳輸的微波信號。

可選的，該微波檢測電路還包含：電容C40，所述第二天線所接收的所述微波信號經該電容C40輸出；以及電阻R25，所述第二天線經該電阻R25接地。

可選的，所述檢波電路包含：檢波二極體U7，用於檢測所述定向耦合器耦合輸出到該檢波二極體U7的信號的功率。

可選的，所述檢波電路還包含：外圍匹配電路，包含電阻R33、電阻35以及電容C47，其中，檢波二極體U7的引腳1接收所述定向耦合器耦合輸出的信號，引腳6經電阻R33連接至所述輸出埠同時經由電容C47接地，引腳3經由電阻R35連接至所述輸出埠，引腳4接地。

可選的，該微波檢測電路還包含：電阻R32，所述檢波二極體U7的引腳1經該電阻R32接地。

相應地，本實用新型實施例還提供一種微波爐，該微波爐包含上述微波檢測電路。

通過上述技術方案，可對半導體微波爐的輸出功率進行定量檢測，而微波爐的控制單元亦可轉而根據該輸出功率來精確地控制半導體微波爐的輸出功率。

本實用新型實施例的其它特徵和優點將在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本實用新型實施例的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用於解釋本實用新型實施例，但並不構成對本實用新型實施例的限制。在附圖中：

圖1為本實用新型一實施例提供的微波爐的結構示意圖，該微波爐內含本實用新型一實施例提供的微波檢測電路；

圖2為本實用新型另一實施例提供的微波爐的結構示意圖；

圖3為本實用新型一實施例提供的微波檢測電路的電路圖；以及

圖4為本實用新型一實施例通過的微波檢測電路的PCB圖。

附圖標記說明

10 控制單元 20 信號源

30 功率放大電路 31 微帶線

40 腔體 100 微波檢測電路

110 定向耦合器 120 衰減電路

130 檢波電路

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型實施例的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本實用新型實施例，並不用於限制本實用新型實施例。

圖1為本實用新型一實施例提供的微波爐的結構示意圖，該微波爐內含本實用新型一實施例提供的微波檢測電路。如圖1所示，所述微波爐包含：控制單元10、信號源20、功率放大電路30、以及腔體。在半導體微波爐啟動後，控制單元10發送指令給信號源20，信號源20產生2.4GHz～2.5GHz的微波小信號(微瓦或毫瓦級)，信號傳送進功率放大電路30中，在該功率放大電路30內被放大到幾瓦到幾百瓦之間，然後被饋入腔體40中。如圖所示，微波信號在微帶線31中是從左到右進行傳輸的。

如圖1所示，本實用新型一實施例提供的微波檢測電路100包括：定向耦合器110，耦合至用於傳輸微波信號(該微波信號一般為高頻微波信號)的微帶線31，用於將該微帶線31上傳輸的微波信號耦合輸出至檢波電路130；以及檢波電路130，用於檢測所述定向耦合器耦合輸出到該檢波電路的信號的功率，並經由一輸出埠輸出與該功率相對應的模擬電壓信號；以及控制單元，用於根據所述模擬電壓信號，確定所述微波信號的功率。藉此，微波檢測電路100可對半導體微波爐的輸出功率進行定量檢測，而微波爐的控制單元10亦可轉而根據該輸出功率來精確地控制半導體微波爐的輸出功率。

圖2為本實用新型另一實施例提供的微波爐的結構示意圖。如圖2所示，該實施例提供的微波爐的結構與圖1所示實施例的不同之處在於，微波檢測電路100還包含：衰減電路120，連接在所述定向耦合器110與所述檢波電路130之間，用於對所述定向耦合器耦合輸出的信號進行衰減，以使得輸入至所述檢波電路130的信號的功率處於所述檢波電路130的檢測範圍。該衰減單路可為π型衰減電路，當然本實用新型並不限於此，任何可實現信號衰減的電路皆可適用於此。

具體而言，首先，定向耦合器將入射方向的大功率微波信號耦合到微波檢測電路中，為防止耦合過來的信號過大損壞電子器件，對耦合信號進行衰減，使信號大小在可檢測的範圍內。然後，檢波電路對衰減後的耦合信號進行檢測，並將檢測數據發送給控制單元。

圖3為本實用新型一實施例提供的微波檢測電路的電路圖。如圖3所示，所述定向耦合器110包含：第一天線，連接至所述微帶線31，微帶線31上的大功率微波信號從左到右傳輸；以及第二天線，與所述第一天線相對布置，用於接收所述第一天線發射的所述微帶線上傳輸的微波信號。該定向耦合器的具體結構無法在圖3中明確看出，但可以從圖4的PCB圖中明確看出。該定向耦合器在圖3中被表示為了兩個部分(如附圖標記「RF」所示)，其中一部分連接在微帶線31上，另一部分則接收連接在微帶線上的部分所發送的微波信號。

如圖3所示，該微波檢測電路還包含：電容C40，所述第二天線所接收的所述微波信號經該電容C40輸出；以及電阻R25，所述第二天線經該電阻R25接地。根據定向耦合器的特性，其所耦合輸出的信號會向電容C40方向傳送，電容C40有隔直流通交流的作用，從而防止耦合到的信號通過電阻R25到地。電阻R25的阻值可根據四端網絡匹配要求來進行設置。

來自電容C40的信號會經由一π型衰減電路120，該一π型衰減電路120包含電阻R27、電阻R28以及電阻R31，其中電阻R28連接在所述電容C40方向與檢波電路之間，且該電阻R28一端經由電阻R27接地，另一端經由電阻R31接地。該π型衰減電路120並不是必須的，該π型衰減電路120的參數可根據耦合過來的信號的大小與後端功率檢測器件所能夠檢測的信號範圍而被設置。

經過所述一π型衰減電路120衰減之後，所述信號被輸入至檢波電路130。該檢波電路130包含：檢波二極體U7，用於檢測衰減後的信號的功率，並輸出與該功率相對應的模擬電壓信號；以及外圍匹配電路，包含電阻R33、電阻35以及電容C47。其中，檢波二極體U7的引腳1接收所述衰減後的信號，引腳6經電阻R33連接至所述輸出埠同時經由電容C47接地，引腳3經由電阻R35連接至所述輸出埠，引腳4接地。

另外，該微波檢測電路還包含：電阻R32，所述檢波二極體U7的引腳1經該電阻R32接地。該電阻R32是使微波檢測電路構成通路的作用，一端接來自π型衰減電路120衰減之後的微波信號，另一端接地。

圖4為本實用新型一實施例通過的微波檢測電路的PCB圖。如圖4所示，PCB板包含了：微帶線31、定向耦合器110、π型衰減電路120、以及檢波電路130。其中，微帶線31用於傳輸微波信號，微波信號在該微帶線31上的傳輸方向為從左到右。定向耦合器110的第一天線111位於微帶線31上，第二天線112與該第一天線111相對布置，用於接收所述第一天線111發射的所述微帶線31上傳輸的微波信號，可以通過調節該兩個「小天線」的寬度、長度、兩者之間的距離來實現不同的耦合度。對於π型衰減電路120以及檢波電路130，其結構與上述參考圖3描述的結構相同，於此不再贅述。

假設微帶線上的高頻微波信號功率為50dBm，定向耦合器的耦合度為40dB，衰減電路衰減5dB，那麼微帶線上50dBm的高頻微波信號經過定向耦合器耦合到衰減電路，最終輸入到檢波二極體的信號功率為50dBm(微帶線中原始信號大小)-40dB(耦合度)-5dB(衰減電路)＝5dBm，即：微帶線中的高頻微波信號與輸入到檢波二極體中的檢測信號差45dB。輸入到檢波二極體中的待檢測信號經過檢波二極體後，變成一個模擬電壓。待檢測信號功率越大，檢波二極體輸出的模擬電壓越大。最終，控制單元通過採樣模擬電壓的大小，判斷微帶線中高頻微波信號的功率大小。

相應的，本實用新型還提供一種微波爐，該微波爐包含上述微波檢測電路。

以上結合附圖詳細描述了本實用新型例的可選實施方式，但是，本實用新型實施例並不限於上述實施方式中的具體細節，在本實用新型實施例的技術構思範圍內，可以對本實用新型實施例的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本實用新型實施例的保護範圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重複，本實用新型實施例對各種可能的組合方式不再另行說明。

本領域技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬體來完成，該程序存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一個(可以是單片機，晶片等)或處理器(processor)執行本申請各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：U盤、移動硬碟、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。

此外，本實用新型實施例的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本實用新型實施例的思想，其同樣應當視為本實用新型實施例所公開的內容。