一種半導體微波爐

《一種半導體微波爐》是廣東美的廚房電器製造有限公司、美的集團股份有限公司於2012年10月23日申請的專利，該專利的公布號為CN103776069A，申請公布日為2014年5月7日，發明人是唐相偉、歐軍輝、梁春華、彭定元。

《一種半導體微波爐》其包括：半導體功率源，所述半導體功率源包括多個LDMOS管，所述多個LDMOS管根據自振盪電路產生預設頻率的微波；控制模組，所述控制模組與所述半導體功率源相連，用於輸出控制信號控制所述多個LDMOS管以調整所述半導體功率源的工作頻率；供電電源，所述供電電源與所述半導體功率源和所述控制模組相連，用於輸出直流電壓以給所述半導體功率源和所述控制模組供電。該半導體微波爐結構簡單合理、製作成本低、可靠性好，並且高效節能，使用安全。

2017年12月11日，《一種半導體微波爐》獲得第十九屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《一種半導體微波爐》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種半導體微波爐
• 申請人：廣東美的廚房電器製造有限公司、美的集團股份有限公司
• 申請日：2012年10月23日
• 申請號：2012104086695
• 公布號：CN103776069A
• 公布日：2014年5月7日
• 發明人：唐相偉、歐軍輝、梁春華、彭定元
• 地址：廣東省佛山市順德區北滘鎮永安路6號
• 分類號：F24C7/02(2006.01)I、F24C7/08(2006.01)I
• 代理機構：北京清亦華智慧財產權代理事務所
• 代理人：宋合成

專利背景

2012年前的普通磁控管微波爐如圖1所示，其包括磁控管1’、微波爐腔體2’、控制系統3’和電源4’。而普通的磁控管微波爐的主要元器件包括磁控管、高壓變壓器、高壓電容、高壓二極體、矩形波導、腔體、爐門和控制部分等。交流電源經高壓變壓器為磁控管提供燈絲電壓。交流電源經高壓變壓器、高壓電容和高壓二極體升壓後，變成直流脈動高壓，磁控管才能發出微波。微波經矩形波導進入微波爐的腔體後，與腔體內的被加熱物質發生作用，實現微波快速加熱。

普通的磁控管微波爐存在成本高、體積大、重量大以及電壓高、磁控管材料標準要求高、製造難度大等缺點，限制了微波爐的進一步提升。

隨著半導體的微波技術不斷發展，2012年前半導體的微波效率越來越高、成本越來越低、重量越來越輕、單位體積的功率密度越來越大，其在微波爐上的套用是半導體微波技術發展的必然趨勢。

然而，2012年前半導體微波爐研究的微波功率源，都是採用源、放大原理，其在實際的套用中存在成本高、系統較複雜，尤其是源部分需要使用專用模組，自主設計開發困難等缺點，並且放大部分是採用兩級放大，即初次小信號放大和二次放大。

如圖2和圖3所示，2012年10月之前的半導體微波爐包括半導體功率源10、微波爐腔體20、控制系統30和電源40。電源40為半導體功率源10供電，半導體功率源10發出2400赫茲~2500赫茲微波饋入到微波爐腔體20內，加熱微波爐腔體20內的食物。如圖3所示，普通的半導體功率源包括電源40、信號源13、一級放大器11和二級放大器12，其中，信號源13產生2400赫茲~2500赫茲微波信號，輸出到一級放大器11。2400赫茲~2500赫茲微波信號經一級放大器11後，放大為小功率微波信號，再輸入到二級放大器12，得到大功率微波輸出。其中，微波輸出功率大小、品質取決於一、二級放大器的性能，頻率大小取決於信號源13發出頻率的高低。源、放大原理的半導體微波源更適合通信行業對微波信號的要求，而對於用於加熱的2400赫茲~2500赫茲微波信號，則微波線性度等都不做非常高的要求。

此外，半導體微波爐不再使用磁控管、高壓變壓器、高壓電容、高壓二極體，其供電方式、電壓等級與普通磁控管微波爐有著很大的差距。如圖4所示，普通磁控管微波爐的供電部分包括市電AC（交流）11’輸入、高壓變壓器12’、高壓電容13’、高壓二極體14’、磁控管1’。其中市電AC11’輸入經高壓變壓器12’，輸出3.3伏燈絲電壓和約2000伏高壓。2000伏高壓經過高壓電容13’、高壓二極體14’倍壓整流後，變成約4000伏負高壓，供給磁控管1’。

綜上所述，磁控管微波爐存在成本高、體積大、重量大和電壓高等缺點，並且磁控管微波爐採用高壓供電方式，功率損耗大且存在安全隱患，而2012年10月之前的半導體微波爐存在成本高、系統較複雜、自主設計開發困難等缺點。

發明內容

專利目的

該發明的目的旨在至少解決上述的技術缺陷之一。為此，該發明的目的在於提出一種半導體微波爐，其結構簡單合理、製作成本低、可靠性好，並且高效節能，使用安全。

技術方案

《一種半導體微波爐》包括：半導體功率源，所述半導體功率源包括多個LDMOS管，所述多個LDMOS管根據自振盪電路產生預設頻率的微波；控制模組，所述控制模組與所述半導體功率源相連，用於輸出控制信號控制所述多個LDMOS管以調整所述半導體功率源的工作頻率；供電電源，所述供電電源與所述半導體功率源和所述控制模組相連，用於輸出直流電壓以給所述半導體功率源和所述控制模組供電。

根據該發明實施例的半導體微波爐，對半導體功率源的微波發生結構進行了簡化，降低了成本，提升了可靠性能，具有結構簡單合理、製作成本低、可靠性好等優點。另外，該半導體微波爐不再採用高壓供電方式，減少了功率損耗，節能高效，使用安全。在該發明的一個實施例中，所述控制模組還用於輸出電壓調節信號調節所述供電電源輸出的直流電壓以控制所述半導體功率源的輸出功率，實現半導體微波爐功率無級可調。

在該發明的一個實施例中，所述半導體功率源還包括：功率合成器，所述多個LDMOS管的漏極並聯後與所述功率合成器相連，所述功率合成器用於調整所述多個LDMOS管的輸出阻抗，並控制所述多個LDMOS管輸出的微波的相位相同；偏壓及控制子模組，所述多個LDMOS管的柵極並聯後與所述偏壓及控制子模組相連，所述偏壓及控制子模組用於為所述多個LDMOS管提供偏壓，並在所述控制模組輸出的所述半導體功率源關斷信號和頻率調整信號的控制下通過調節所述偏壓以調整所述半導體功率源的工作頻率；功率檢測子模組，用於檢測所述半導體功率源的反射功率和輸出功率，根據所述反射功率和輸出功率生成檢測信號並將所述檢測信號傳送至所述控制模組。

進一步地，在該發明的一個實施例中，所述功率檢測子模組包括：第一電阻，所述第一電阻的一端與所述反射功率的信號端相連；第一控制晶片，所述第一控制晶片的第三管腳與所述第一電阻的另一端相連，所述第一控制晶片的第四管腳和第五管腳相連後接地，所述第一控制晶片的第二管腳接地；第二電阻，所述第二電阻的一端與所述第一電阻的一端相連，所述第二電阻的另一端與所述第一控制晶片的第六管腳相連；第三電阻，所述第三電阻的一端接地，所述第三電阻的另一端與所述第一控制晶片的第一管腳相連；第一電容，所述第一電容的一端分別與所述第一控制晶片的第六管腳和所述第二電阻的另一端相連；第四電阻，所述第四電阻的一端與所述第一電容的另一端相連，所述第四電阻的另一端分別與所述第一控制晶片的第一管腳和所述第三電阻的另一端相連。

並且，所述功率檢測子模組還包括：第二控制晶片，所述第二控制晶片的第四管腳和第五管腳相連後接地，所述第二控制晶片的第二管腳接地；第二電容，所述第二電容的一端與所述第二控制晶片的第六管腳相連；第五電阻，所述第五電阻的一端與所述第二電容的另一端相連，所述第五電阻的另一端與所述第二控制晶片的第一管腳相連；第六電阻，所述第六電阻的一端與所述第二控制晶片的第一管腳相連，所述第六電阻的另一端接地；第七電阻，所述第七電阻的一端與所述第二控制晶片的第六管腳相連，所述第七電阻的另一端與所述輸出功率的信號端相連；第八電阻，所述第八電阻的一端與所述第二控制晶片的第三管腳相連，所述第八電阻的另一端與第七電阻的另一端相連。

在該發明的一個實施例中，所述偏壓及控制子模組進一步包括：串聯的第九電阻和穩壓二極體，所述穩壓二極體的正極端接地，所述第九電阻的一端與所述半導體功率源的直流電源輸入端相連；第三電容，所述第三電容的一端與所述第九電阻的一端相連，所述第三電容的另一端接地；可變電容，所述可變電容的一端與所述第九電阻的一端相連，所述可變電容的另一端接地，所述可變電容的控制端與所述控制模組相連；三極體，所述三極體的發射極與所述第九電阻和穩壓二極體之間的節點相連；第十電阻，所述第十電阻的一端與所述控制模組相連，所述第十電阻的另一端與所述三極體的基極相連；可變電阻，所述可變電阻的一端與所述三極體的集電極相連，所述可變電阻的另一端接地；第十一電阻，所述第十一電阻的一端與所述可變電阻的控制端相連，所述第十一電阻的另一端分別與所述多個LDMOS管的柵極相連。

在該發明的一個實施例中，所述供電電源包括電壓轉換模組，所述電壓轉換模組用於將輸入的交流電轉換為直流電。在該發明的另一個實施例中，所述供電電源包括：電池組，所述電池組與所述半導體功率源相連；充電器，所述充電器與所述電池組相連，用於給所述電池組充電。在電池組充滿電後為半導體功率源供電，能夠滿足半導體微波爐一端時間的工作，可以實現半導體微波爐完全便攜。

在該發明的又一個實施例中，所述供電電源還包括：太陽能電池板；充放電控制器，所述充放電控制器分別與所述太陽能電池板、所述電池組和所述半導體功率源相連，所述充放電控制器用於控制所述太陽能電池板給所述電池組充電，並控制所述電池組給所述半導體功率源供電。在該發明的再一個實施例中，所述供電電源還包括：風能發電機；充放電控制器，所述充放電控制器分別與所述風能發電機、所述電池組和所述半導體功率源相連，所述充放電控制器用於控制所述風能發電機給所述電池組充電，並控制所述電池組給所述半導體功率源供電。

附圖說明

圖1為2012年10月之前的普通磁控管微波爐的結構示意圖；

圖2為2012年10月之前的半導體微波爐的控制原理圖；

圖3為2012年10月之前的普通放大原理的半導體功率源的原理圖；

圖4為根據2012年10月之前的普通磁控管微波爐的供電原理圖；

圖5為根據該發明實施例的半導體微波爐的控制原理圖；

圖6為根據該發明一個實施例的半導體微波爐中半導體功率源的原理圖；

圖7A為根據該發明一個實施例的功率檢測子模組對反射功率檢測部分的電路圖；

圖7B為根據該發明一個實施例的功率檢測子模組對輸出功率檢測部分的電路圖；

圖8為根據該發明一個實施例的偏壓及控制子模組的電路圖；

圖9為根據該發明一個實施例的半導體微波爐的供電示意圖；

圖10為根據該發明另一個實施例的半導體微波爐的供電示意圖；

圖11為根據該發明又一個實施例的半導體微波爐的供電示意圖；

圖12為根據該發明再一個實施例的半導體微波爐的供電示意圖。

附圖示記：在普通磁控管微波爐中：磁控管1’、微波爐腔體2’、控制系統3’和電源4’，市電AC11’、高壓變壓器12’、高壓電容13’和高壓二極體14’；在2012年10月之前的半導體微波爐中：半導體功率源10、微波爐腔體20、控制系統30和電源40，信號源13、一級放大器11和二級放大器12；在該發明的半導體微波爐100中：半導體功率源50、控制模組51和供電電源52，多個LDMOS管（44、45、……N）；該發明的半導體功率源50中：偏壓及控制子模組61、功率檢測子模組62和功率合成器63，第一電阻R1、第一控制晶片U1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一電容和第四電阻R4，第二控制晶片U2、第二電容C2、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7和第八電阻R8，第九電阻R9、穩壓二極體D1、第三電容C3、可變電容C4、三極體Q1、第十電阻R10、可變電阻R12和第十一電阻R11；在半導體微波爐的供電電源中：電壓轉換模組90、市電91；電池組101、充電器102和直流DC103；太陽能電池板110和充放電控制器111；風能發電機120。

權利要求

1.《一種半導體微波爐》其特徵在於，包括：半導體功率源，所述半導體功率源包括多個LDMOS管，所述多個LDMOS管根據自振盪電路產生預設頻率的微波；控制模組，所述控制模組與所述半導體功率源相連，用於輸出控制信號控制所述多個LDMOS管以調整所述半導體功率源的工作頻率；供電電源，所述供電電源與所述半導體功率源和所述控制模組相連，用於輸出直流電壓以給所述半導體功率源和所述控制模組供電。

2.如權利要求1所述的半導體微波爐，其特徵在於，所述控制模組還用於輸出電壓調節信號調節所述供電電源輸出的直流電壓以控制所述半導體功率源的輸出功率。

3.如權利要求2所述的半導體微波爐，其特徵在於，所述半導體功率源還包括：功率合成器，所述多個LDMOS管的漏極並聯後與所述功率合成器相連，所述功率合成器用於調整所述多個LDMOS管的輸出阻抗，並控制所述多個LDMOS管輸出的微波的相位相同；偏壓及控制子模組，所述多個LDMOS管的柵極並聯後與所述偏壓及控制子模組相連，所述偏壓及控制子模組用於為所述多個LDMOS管提供偏壓，並在所述控制模組輸出的所述半導體功率源關斷信號和頻率調整信號的控制下通過調節所述偏壓以調整所述半導體功率源的工作頻率；功率檢測子模組，用於檢測所述半導體功率源的反射功率和輸出功率，根據所述反射功率和輸出功率生成檢測信號並將所述檢測信號傳送至所述控制模組。

4.如權利要求3所述的半導體微波爐，其特徵在於，所述功率檢測子模組進一步包括：第一電阻，所述第一電阻的一端與所述反射功率的信號端相連；第一控制晶片，所述第一控制晶片的第三管腳與所述第一電阻的另一端相連，所述第一控制晶片的第四管腳和第五管腳相連後接地，所述第一控制晶片的第二管腳接地；第二電阻，所述第二電阻的一端與所述第一電阻的一端相連，所述第二電阻的另一端與所述第一控制晶片的第六管腳相連；第三電阻，所述第三電阻的一端接地，所述第三電阻的另一端與所述第一控制晶片的第一管腳相連；第一電容，所述第一電容的一端分別與所述第一控制晶片的第六管腳和所述第二電阻的另一端相連；第四電阻，所述第四電阻的一端與所述第一電容的另一端相連，所述第四電阻的另一端分別與所述第一控制晶片的第一管腳和所述第三電阻的另一端相連。

5.如權利要求3所述的半導體微波爐，其特徵在於，所述功率檢測子模組還包括：第二控制晶片，所述第二控制晶片的第四管腳和第五管腳相連後接地，所述第二控制晶片的第二管腳接地；第二電容，所述第二電容的一端與所述第二控制晶片的第六管腳相連；第五電阻，所述第五電阻的一端與所述第二電容的另一端相連，所述第五電阻的另一端與所述第二控制晶片的第一管腳相連；第六電阻，所述第六電阻的一端與所述第二控制晶片的第一管腳相連，所述第六電阻的另一端接地；第七電阻，所述第七電阻的一端與所述第二控制晶片的第六管腳相連，所述第七電阻的另一端與所述輸出功率的信號端相連；第八電阻，所述第八電阻的一端與所述第二控制晶片的第三管腳相連，所述第八電阻的另一端與第七電阻的另一端相連。

6.如權利要求3所述的半導體微波爐，其特徵在於，所述偏壓及控制子模組進一步包括：串聯的第九電阻和穩壓二極體，所述穩壓二極體的正極端接地，所述第九電阻的一端與所述半導體功率源的直流電源輸入端相連；第三電容，所述第三電容的一端與所述第九電阻的一端相連，所述第三電容的另一端接地；可變電容，所述可變電容的一端與所述第九電阻的一端相連，所述可變電容的另一端接地，所述可變電容的控制端與所述控制模組相連；三極體，所述三極體的發射極與所述第九電阻和穩壓二極體之間的節點相連；第十電阻，所述第十電阻的一端與所述控制模組相連，所述第十電阻的另一端與所述三極體的基極相連；可變電阻，所述可變電阻的一端與所述三極體的集電極相連，所述可變電阻的另一端接地；第十一電阻，所述第十一電阻的一端與所述可變電阻的控制端相連，所述第十一電阻的另一端分別與所述多個LDMOS管的柵極相連。

7.如權利要求1所述的半導體微波爐，其特徵在於，所述供電電源包括電壓轉換模組，所述電壓轉換模組用於將輸入的交流電轉換為直流電。

8.如權利要求1所述的半導體微波爐，其特徵在於，所述供電電源包括：電池組，所述電池組與所述半導體功率源相連；充電器，所述充電器與所述電池組相連，用於給所述電池組充電。

9.如權利要求8所述的半導體微波爐，其特徵在於，所述供電電源還包括：太陽能電池板；充放電控制器，所述充放電控制器分別與所述太陽能電池板、所述電池組和所述半導體功率源相連，所述充放電控制器用於控制所述太陽能電池板給所述電池組充電，並控制所述電池組給所述半導體功率源供電。

10.如權利要求8所述的半導體微波爐，其特徵在於，所述供電電源還包括：風能發電機；充放電控制器，所述充放電控制器分別與所述風能發電機、所述電池組和所述半導體功率源相連，所述充放電控制器用於控制所述風能發電機給所述電池組充電，並控制所述電池組給所述半導體功率源供電。

實施方式

如圖5所示，該發明實施例提出的半導體微波爐包括半導體功率源50、控制模組51和供電電源52。其中，半導體功率源50包括多個LDMOS（Lateral Diffused Metal Oxide Semiconductor，橫向擴散金屬氧化物半導體）管（44、45、……N），多個LDMOS管（44、45、……N）根據自振盪電路產生預設頻率的微波，N的取值範圍可以為44-54。在該發明的一個示例中，預設頻率的微波的範圍為2400赫茲-2500赫茲。

如圖5所示，控制模組51與半導體功率源50相連，用於輸出控制信號控制多個LDMOS管（44、45、……N）以調整半導體功率源50的工作頻率。供電電源52與半導體功率源50和控制模組51相連，用於輸出直流電壓以給半導體功率源50和控制模組51供電。

在該發明的一個實施例中，如圖5所示，控制模組51還用於輸出電壓調節信號D調節供電電源52輸出的直流電壓以控制半導體功率源50的輸出功率。也就是說，控制模組51用於調節半導體功率源50的輸出功率和加熱頻率以控制加熱微波爐腔體內的食物。即言，供電電源52輸出可變直流電壓DC0-32伏供給半導體功率源50，供電電源52同時又分別輸出直流電壓DC12伏和直流電壓DC5伏供給控制模組51，而控制模組51輸出電壓調節信號D給供電電源52，以調節供電電源52輸出的可變直流電壓DC0-32伏的電壓值，從而控制半導體功率源50的輸出功率。

也就是說，半導體功率源50所需電壓為直流0-32伏，通過調節輸入電壓的高低，能夠調節半導體微波源50的微波輸出功率大小，實現半導體微波爐的功率無級可調。在該發明的一個實施例中，如圖6所示，半導體微波源50還包括偏壓及控制子模組61、功率檢測子模組62和功率合成器63。

其中，如圖6所示，多個LDMOS管（44、45、……N）的柵極並聯後與偏壓及控制子模組61相連，多個LDMOS管（44、45、……N）的源極共地，多個LDMOS管（44、45、……N）的漏極並聯後與功率合成器63相連。多個LDMOS管（44、45、……N）的輸出端通過電容與功率合成器63相連，多個LDMOS管（44、45、……N）並聯後輸出阻抗發生變化，功率合成器63用於調整多個LDMOS管（44、45、……N）的輸出阻抗，例如功率合成器63能夠實現將阻抗調整為50歐輸出，同時並控制多個LDMOS管（44、45、……N）輸出的微波的相位達到相同後併到一起，有利於減少損耗。功率檢測子模組62用於檢測半導體功率源50的反射功率和輸出功率，根據反射功率和輸出功率生成檢測信號並將檢測信號傳送至控制模組51。而偏壓及控制子模組61用於為多個LDMOS管（44、45、……N）提供偏壓，並在控制模組51輸出的半導體功率源50關斷信號C和頻率調整信號E的控制下通過調節偏壓以調節半導體功率源50的工作頻率。

在該發明的一個實施例中，結合圖5和圖6，控制模組51輸出半導體功率源關斷信號C、半導體功率源調整信號E至偏壓及控制子模組61以調節半導體功率50的工作頻率，能夠實現工作頻率在2400赫茲-2500赫茲之間變化。如圖5所示，控制模組51還輸出電壓調節信號D調節供電電源52輸出的直流電壓以控制半導體功率源50的輸出功率。其中，輸出的直流電壓在DC0-32伏之間變化。此外，功率檢測子模組62輸出半導體功率源輸出功率檢測信號A和半導體功率源反射功率檢測信號B至控制模組51。

進一步地，在該發明的一個實施例中，如圖7A所示，功率檢測子模組62對反射功率檢測部分包括第一電阻R1、第一控制晶片U1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一電容和第四電阻R4。其中，第一電阻R1的一端與反射功率的信號端相連。第一控制晶片U1的第三管腳3與第一電阻R1的另一端相連，第一控制晶片U1的第四管腳4和第五管腳5相連後接地，第一控制晶片U1的第二管腳2接地。第二電阻R2的一端與第一電阻R1的一端相連，第二電阻R2的另一端與第一控制晶片U1的第六管腳6相連。第三電阻R3的一端接地，第三電阻R3的另一端與第一控制晶片U1的第一管腳1相連。第一電容C1的一端分別與第一控制晶片U1的第六管腳6和第二電阻R2的另一端相連，第四電阻R4的一端與第一電容C1的另一端相連，第四電阻R4的另一端分別與第一控制晶片U1的第一管腳1和第三電阻R3的另一端相連。

在該實施例中，如圖7B所示，功率檢測子模組62對輸出功率的檢測部分還包括第二控制晶片U2、第二電容C2、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7和第八電阻R8。其中，第二控制晶片U2的第四管腳4和第五管腳5相連後接地，第二控制晶片U2的第二管腳2接地。第二電容C2的一端與第二控制晶片U2的第六管腳6相連，第五電阻R5的一端與第二電容C2的另一端相連，第五電阻R5的另一端與第二控制晶片U2的第一管腳1相連。第六電阻R6的一端與第二控制晶片U2的第一管腳1相連，第六電阻R6的另一端接地。第七電阻R7的一端與第二控制晶片U2的第六管腳6相連，第七電阻R7的另一端與輸出功率的信號端相連。第八電阻R8的一端與第二控制晶片U2的第三管腳3相連，第八電阻R8的另一端與第七電阻R7的另一端相連。

功率檢測子模組62通過定向耦合原理，耦合每個LDMOS管的輸出功率和反射功率，再通過控制晶片U1和U2，轉換成輸出電壓供給控制模組51。在該發明的一個實施例中，如圖8所示，偏壓及控制子模組61進一步包括第九電阻R9、穩壓二極體D1、第三電容C3、可變電容C4、三極體Q1、第十電阻R10、可變電阻R12和第十一電阻R11。

其中，第九電阻R9和穩壓二極體D1串聯連線，並且穩壓二極體D1的正極端接地，第九電阻R9的一端與半導體功率源50的直流電源輸入端（例如+32伏）相連。第三電容C3的一端與第九電阻R9的一端相連，第三電容C3的另一端接地，可變電容C4的一端與第九電阻R9的一端相連，可變電容C4的另一端接地，可變電容C4的控制端與控制模組51（半導體功率源調整信號E）相連。三極體Q1的發射極與第九電阻R9和穩壓二極體D1之間的節點相連，第十電阻R10的一端與控制模組51（半導體功率源關斷信號C）相連，第十電阻R10的另一端與三極體Q1的基極相連，可變電阻R12的一端與三極體Q1的集電極相連，可變電阻R12的另一端接地。第十一電阻R11的一端與可變電阻R12的控制端相連，第十一電阻R11的另一端分別與多個LDMOS管的柵極相連。

具體地，在該實施例中，如圖8所示，通過穩壓二極體D1和其串聯的電阻R9將32伏直流電源輸入轉換為5伏，再通過可變電阻R12，實現2.5伏左右的電壓輸出，以供給每個LDMOS管的柵極。同時，在穩壓二極體D1和其串聯的電阻R9的5伏電路輸出中串入三極體Q1，通過控制模組51輸出半導體功率源關斷信號C控制三極體Q1的開關，實現對供給LDMOS管柵極電壓控制，控制每個LDMOS管的開關。此外，在偏壓及控制子模組61的輸入端，32伏直流電源對地之間串入的可變數字可變電容C4，通過控制模組51輸出半導體功率源調整信號E調節可變電容C4的變化，從而調整半導體功率源50的工作頻率。

在該發明的實施例中，偏壓及控制子模組61和功率檢測子模組62均採用簡單的元器件例如電阻、電容等，電路結構簡單，損耗小，大大降低了成本，還提高了可靠性。簡言之，該發明實施例中的基於振盪微波發生原理的半導體功率源50的工作原理為：LDMOS管通過自振盪電路產生頻率2450赫茲±50赫茲的微波，微波功率的大小由LDMOS管的功率大小和數量決定，通過調節自振盪電路的可變電容值，也可改變頻率，根據微波爐中需要加熱的食物的厚度、加熱狀態等實際情況下的腔體駐波比大小，在2400赫茲-2500赫茲範圍內選擇駐波最小頻率進行加熱。

因此，根據該發明實施例的半導體微波爐中的半導體功率源50，其結構更加簡單，大大降低了成本，並且提高了可靠性。在該發明的一個實施例中，如圖9所示，供電電源52進一步包括電壓轉換模組90，電壓轉換模組90用於將輸入的交流電轉換為直流電，以供電半導體功率源50。也就是說，在該實施例中，如圖9所示，該半導體微波爐的供電方式為直流逆變供電。其中電壓轉換模組90、半導體功率源50可以位於半導體微波爐100內。電壓轉換模組90將市電91的交流電壓轉為半導體功率源50所需的0－32伏直流電壓。其中，電壓轉換模組90的功率大小根據半導體功率源50的功率大小來配置。

採用0-32伏的直流電壓給半導體功率源50供電，大大降低了損耗，達到高效節能的目的，並且避免了高壓供電的安全隱患，保證了半導體微波爐100的使用安全。在該發明的另一個實施例中，如10所示，供電電源52還可以包括電池組101和充電器102。其中，電池組101與半導體功率源50相連，電池組101可以設定在半導體微波爐100內，而充電器102與電池組101相連，並且充電器102可以設定在半導體微波爐100外，用於給電池組101充電。在該發明的一個示例中，電池組101可以為蓄電池組，也可以是鋰電池組。

在該實施例中，如圖10所示，該半導體微波爐100的供電方式為電池組101充電供電方案。其中，電池組101、半導體功率源50位於半導體微波爐100內，充電器102外置。因為電池組101容量限制，電池組充電供電方案比較適合小功率半導體微波爐。並且，電池組101充電有兩種方式：市電91和直流DC103，通過同一個充電器102對電池組101進行充電。市電91滿足室內等有市電的地方進行充電，直流DC103滿足車載等有DC12伏-DC32伏範圍的直流電源，例如可以通過汽車點菸器輸出方便對電池組101進行充電。

在電池組101充滿電後為半導體功率源50供電，能夠滿足半導體微波爐100一段時間的工作，可以實現半導體微波爐100完全便攜。在該發明的又一個實施例中，如圖11所示，供電電源52還可以包括太陽能電池板110和充放電控制器111。其中，太陽能電池板110設定在半導體微波爐100外，充放電控制器110分別與太陽能電池板110、電池組101和半導體功率源50相連，充放電控制器110同樣可以設定在半導體微波爐100內，用於控制太陽能電池板110給電池組101充電，並控制電池組101給半導體功率源50供電。

在該實施例中，該半導體微波爐100的供電方式為太陽能供電方式的方案。如圖11所示，供電電源52還可以包括電池組101和充電器102。其中，充放電控制器111、電池組101、半導體功率源50位於半導體微波爐100內。半導體微波爐100的電池組101可以使用太陽能電池板110充電，充放電控制器111控制太陽能電池板110充電時的充電電流與電壓。其中太陽能電池板110為單獨模組，通過輸出接口和半導體微波爐100相連。當無太陽時，也可以使用普通充電器102通過市電91或者直流DC103對電池組101進行充電。

在該發明的再一個實施例中，如圖12所示，供電電源52還可以包括風能發電機120和充放電控制器111。其中，風能發電機120同樣設定在半導體微波爐100外，充放電控制器111分別與風能發電機120、電池組101和半導體功率源50相連，並且充放電控制器111可以設定在半導體微波爐100內，用於控制風能發電機120給電池組101充電，並控制電池組101給半導體功率源50供電。

在該實施例中，該半導體微波爐100的供電方式為風能供電方式的方案。如圖12所示，同樣地，供電電源52還可以包括電池組101和充電器102。其中，充放電控制器111、電池組101、半導體功率源50位於半導體微波爐100內。半導體微波爐100的電池組101可以使用風能發電機120通過充放電控制器111進行充電，充放電控制器111控制風能發電機120充電時的充電電流與電壓。其中風能發電機120為單獨模組，通過輸出接口和半導體微波爐100相連。當無風能時，也可以使用普通充電器102通過市電91或者直流DC103對電池組101進行充電。

根據該發明實施例的半導體微波爐100，對半導體功率源50的微波發生結構進行了簡化，降低了成本，提升了可靠性能，具有結構簡單合理、製作成本低、可靠性好等優點。另外，該半導體微波爐100不再採用高壓供電方式，減少了功率損耗，達到節能高效的目的，同時避免了高壓供電帶來的安全隱患，保證了半導體微波爐100的使用安全。

榮譽表彰

2017年12月11日，《一種半導體微波爐》獲得第十九屆中國專利優秀獎。