本文討論兩種不同整流電源(即半波倍壓及全波整流不濾波電源)在不同負(fù)載情況下，微波爐用連續(xù)波磁控管陽極電壓與陽極電流及輸出頻譜的各種波形，分析了不同電源時(shí)電流導(dǎo)通角及頻譜的變化。提出了兩種不同電源都具有不同于連續(xù)波及脈沖波的突特的多基頻特性及其成因。

1、半波倍壓整流電源磁控管的陽極電壓及電流與輸出頻譜波形

　　半波倍壓整流電源電路如圖1所示，這是微波爐中目前釆用最多的電源，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。空載時(shí)的幾種典型情況的電壓波形如圖2所示。

圖1　半波倍壓整流電路

圖2　電容器上電荷全部泄放、被充電荷無處泄放和被充電荷部分泄放時(shí)兩極管兩端電壓波形

　　負(fù)載匹配時(shí)磁控管陽極電壓與電流及頻譜波形如圖3和圖4所示。

4、結(jié)論

　　(1)盡管輸入電壓在200～240V變化時(shí)，空載高壓峰值達(dá)6.0～7.5kV，但管子一旦起振，則陽極峰值電壓均在4.0kV 左右，這一電壓也與負(fù)載駐波比關(guān)系不大。同時(shí)，陽極平均電流Ib也與負(fù)載影響不大。產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因有：①磁控管的低動(dòng)態(tài)電阻(數(shù)十歐姆量級(jí))；②漏感變壓器(非線性電感)與電容組成的自穩(wěn)定(電壓與電流)電路。

　　(2)小電流時(shí)直到振蕩穩(wěn)定前存在模式不穩(wěn)定現(xiàn)象：包括主模與寄生模的競爭，主模的起振與停振，浪湧電壓導(dǎo)致的高模起振等。這從電壓波形中可以清楚地看到，還可從陽極脈動(dòng)電流波中看到這些毛刺。

　　(3)兩種不同整流電源的電流導(dǎo)通角存在微小差別，在-個(gè)周期內(nèi)，全波總導(dǎo)通角(2*5=10ms)大于半波的導(dǎo)通角(7ms)，但由于電流波形存在差異，對(duì)整個(gè)波形積分后計(jì)算平均值時(shí)其差異較小，因此其平均電流比較接近。

　　(4)負(fù)載匹配(VSWR=1.0)時(shí)，輸出頻譜主頻較為明顯，其它基頻都小于主頻10～20dB以上，但不同Ib還是存在一定差別的。

　　(5)負(fù)載失配(VSWR>1.0)時(shí)，輸出頻譜包絡(luò)出現(xiàn)雙峰或多峰現(xiàn)象，兩個(gè)主峰相差23～35MHz。這就是可從燈絲電源線上輸出的低頻嗓聲(Line conductive　noise)，它是多基頻互調(diào)后的產(chǎn)物。

　　(6)多基頻振蕩是微波爐中磁控管管內(nèi)特殊結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的，原則上講是無法消除的，除非改變管子結(jié)構(gòu)。輸出頻譜與供電電路形式關(guān)系不大，例如半波倍壓，全波橋式不濾波電路。

　　而目前采取的對(duì)策：

　　(1)輸出端設(shè)置高次諧波抑制器，以防止高次諧波從天線端送入微波爐中，再通過爐門向外輻射；

　　(2)在燈絲引出線處加裝低通濾波器，以抑制數(shù)十至數(shù)百兆赫的低端寄生嗓聲輸出，干擾無繩電話、電視、電腦及其它無線電設(shè)備。

5、磁控管EMC的今后努力方向

　　(1)改進(jìn)磁控管設(shè)計(jì)，提高主瓣頻譜純度，將多基頻帶寬壓縮至最低限度。

　　(2)抑制高次諧波輸出，特別是2，3，4，5等幾次諧波。

　　(3)消除100kHz～1GHz的低端電源線噪聲，取消濾波盒，降低成本。

　　(4)采用新型電源，取代漏感變壓器構(gòu)成的倍壓電路。

　　(5)其它降低或消除寄生噪聲的措施。