磁控管管芯及磁控管

《磁控管管芯及磁控管》是廣東威特真空電子製造有限公司於2013年6月27日申請的專利，該專利的申請號為2013102634971，公布號為CN104253006A，授權公布日為2014年12月31日，發明人是王賢友、鐘立松、王彩育、劉志勇、施志雄。

《磁控管管芯及磁控管》適用於磁控管結構技術領域，公開了一種磁控管管芯，其包括陽極部件、陰極部件和磁極部件，陰極部件沿陽極部件的縱向軸心方向從陽極部件的底端穿插於所述陽極部件內，所述磁極部件包括上磁極和下磁極，所述上磁極和所述下磁極以非對稱形式設於所述陽極部件的頂端和底端。其通過上磁極和下磁極在陽極部件頂端和底端的非對稱形式，可有效改善磁場磁力線的分布，從而有效加大工作模式和相鄰干擾模式之間的頻率間隔，進而有效提高了該磁控管的電磁兼容，即有效抑制了磁控管管芯工作時向外發出不必要的噪音。該發明還提供了一種磁控管，其包括外殼和設於外殼內的散熱部件和上述的磁控管管芯，且散熱部件設於陽極部件外側壁與外殼內側壁之間。

2018年12月20日，《磁控管管芯及磁控管》獲得第二十屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《磁控管管芯及磁控管》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：磁控管管芯及磁控管
• 公布號：CN104253006A
• 授權日：2014年12月31日
• 申請號：2013102634971
• 申請日：2013年6月27日
• 申請人：廣東威特真空電子製造有限公司
• 地址：廣東省佛山市順德區北滘鎮北滘工業園
• 發明人：王賢友、鐘立松、王彩育、劉志勇、施志雄
• Int.Cl.：H01J23/02(2006.01)I; H01J23/11(2006.01)I; H01J25/50(2006.01)I
• 代理機構：深圳中一專利商標事務所
• 代理人：張全文
• 類別：發明專利

專利背景

磁控管是產生微波的真空電子管，由於其具有振盪效率高、微波輸出功率大等特點，故而，被廣泛地用作家用微波爐、工業微波加熱設備等微波套用設備的微波發生源。

如圖4所示，2013年6月之前的磁控管包括外殼8〞、設於外殼8〞內的管芯（圖中未標號）、設於外殼8〞底端的輸入電源7〞和設於外殼8〞內側壁與管芯外側壁之間的散熱部件6〞，其中管芯包括陽極部件（圖中未標號）、陰極部件2〞、輸出部件5〞以及形成磁迴路的磁極部件（圖中未標號），陽極部件包括陽極筒11〞、葉片12〞、大交連環131〞、小交連環132〞以及天線4〞，天線4〞的一端焊接固定於其中一個葉片12〞上，另一端延伸固定於輸出部件5〞上。陰極部件2〞包括邊支桿組件（圖中未標號）、帶有禁止帽的中心支桿組件（圖中未標號）和呈螺旋狀環繞設定於中心支桿組件上的燈絲（圖中未標號）。磁極部件包括上磁極31〞和下磁極32〞，上磁極31〞和下磁極32〞呈圓錐狀，且上磁極31〞設於陽極筒11〞的頂端，下磁極32〞設於陽極筒11〞的底端。

更具體地，如圖4所示，2013年6月之前技術中，上磁極31〞和下磁極32〞對稱設定於陽極筒11〞的頂端和底端，即上磁極31〞和下磁極32〞的大小形狀相同，且上磁極31〞的底面到葉片12〞頂部端面的距離與下磁極32〞底面到葉片12〞底部端面的距離相等。例如，對於一種陽極部件的葉片12〞數量為十個的磁控管，其上磁極31〞的底面到葉片12〞頂部端面的距離和下磁極32〞底面到葉片12〞底部端面的距離均為1.3～1.5毫米，且上磁極31〞的底面外徑和下磁極32〞的底面外徑均為9～12毫米，這種結構的磁控管僅考慮了對磁控管輸出效率的提升問題，而沒有充分考慮對於磁控管噪音的抑制，因而在基波（2400～2500兆赫）鄰近的頻帶及高次諧波產生了不需要的噪音，導致採用此種高效率磁控管的微波爐不能通過電磁兼容的相關測試。

發明內容

專利目的

《磁控管管芯及磁控管》的目的在於提供了一種磁控管管芯及具有該磁控管管芯的磁控管，其結構簡單、成本低，且可有效抑制因磁控管輸出效率提升而引起的不必要噪音。

技術方案

《磁控管管芯及磁控管》的技術方案是：一種磁控管管芯，包括陽極部件、陰極部件和磁極部件，所述陰極部件沿所述陽極部件的縱向軸心方向從所述陽極部件的底端穿插於所述陽極部件內，所述磁極部件包括上磁極和下磁極，所述上磁極和所述下磁極非對稱設於所述陽極部件的頂端和底端。

《磁控管管芯及磁控管》提供的磁控管管芯，其將上磁極和下磁極呈非對稱方式設定於陽極部件的頂端和底端，這樣，可有效改善磁場磁力線的分布，以提高磁場和電場的匹配程度，從而有效加大工作模式和相鄰干擾模式之間的頻率間隔，進而有效提高了該磁控管的電磁兼容性，即有效抑制了磁控管管芯工作時向外發出不必要的噪音。

《磁控管管芯及磁控管》還提供了一種磁控管，包括外殼、設於所述外殼內的散熱部件和上述的磁控管管芯，且所述散熱部件設於所述陽極部件外側壁與所述外殼內側壁之間。

《磁控管管芯及磁控管》提供的磁控管，其由於採用了上述的磁控管管芯，故，可有效抑制了由於磁控管輸出效率提升而引起的不必要噪音，從而有效提高了採用該磁控管的微波爐的電磁兼容性測試的通過率，進而有效提高了產品的質量。

附圖說明

圖1是《磁控管管芯及磁控管》實施例提供的磁控管管芯的剖面結構示意圖；

圖2是《磁控管管芯及磁控管》實施例提供的陽極部件的結構示意圖；

圖3是《磁控管管芯及磁控管》實施例提供的磁控管管芯的結構尺寸示意圖；

圖4是2013年6月之前技術提供的磁控管的剖面結構示意圖；

圖5是《磁控管管芯及磁控管》實施例提供的振盪基波頻譜圖；

圖6是2013年6月之前技術提供的振盪基波頻譜圖；

圖7是2013年6月之前產品和該實施例產品在高次諧波4f的噪聲水平對照圖；

圖8是2013年6月之前產品和該實施例產品在高次諧波6f的噪聲水平對照圖；

圖9是《磁控管管芯及磁控管》實施例提供的磁控管結構尺寸與2013年6月之前技術磁控管的結構尺寸的對比表。

技術領域

《磁控管管芯及磁控管》屬於磁控管結構技術領域，尤其涉及一種磁控管管芯及具有該磁控管管芯的磁控管。

權利要求

1.一種磁控管管芯，包括陽極部件、陰極部件和磁極部件，所述陰極部件沿所述陽極部件的縱向軸心方向從所述陽極部件的底端穿插於所述陽極部件內，所述磁極部件包括上磁極和下磁極，所述陽極部件包括陽極筒、設於所述陽極筒內壁上的葉片和設於所述葉片上的隔離部件，所述陰極部件沿所述陽極筒的縱向軸心方向從所述陽極筒的底端穿插入所述陽極筒內，所述上磁極和所述下磁極分別設於所述陽極筒的頂端和底端；其特徵在於：所述磁控管管芯可降低在基波2400～2500兆赫鄰近頻帶及高次諧波頻帶的噪音，所述上磁極和所述下磁極非對稱設於所述陽極部件的頂端和底端；所述上磁極和所述下磁極均呈錐狀，所述上磁極具有從所述陽極筒頂端向下延伸的第一底面，所述下磁極具有從所述陽極筒底端向上延伸的第二底面，且所述第一底面的外徑大於所述第二底面的外徑，所述第一底面到所述葉片頂部端面的距離大於所述第二底面到所述葉片底部端面的距離；所述第二底面的外徑為11.5±0.5毫米，所述第一底面的外徑為14～16毫米。

2.如權利要求1所述的磁控管管芯，其特徵在於：所述第一底面與所述葉片頂部端面之間的距離為1.7～2.0毫米，所述第二底面與所述葉片底部端面之間的距離為1.3～1.5毫米。

3.如權利要求1或2所述的磁控管管芯，其特徵在於：所述第一底面的外徑為所述第二底面的外徑的1.2～1.4倍。

4.如權利要求1至2任一項所述的磁控管管芯，其特徵在於：所述隔離部件包括間隔設定的大交連環和小交連環，所述大交連環的內徑為所述第一底面外徑的1.1～1.3倍。

5.如權利要求4所述的磁控管管芯，其特徵在於：所述大交連環與所述小交連環之間的間距為1.0～1.3毫米。

6.如權利要求1所述的磁控管管芯，其特徵在於：所述葉片設有十個，且十個所述葉片呈放射狀均勻分布於所述陽極筒的內壁上。

7.如權利要求6所述的磁控管管芯，其特徵在於：所述十個葉片的內接圓直徑為8.8～9.2毫米。

8.一種磁控管，包括外殼和設於所述外殼內的散熱部件，其特徵在於：還包括如權利要求1至7任一項所述的磁控管管芯，且所述散熱部件設於所述陽極部件外側壁與所述外殼內側壁之間。

為了使《磁控管管芯及磁控管》的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對《磁控管管芯及磁控管》進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋《磁控管管芯及磁控管》，並不用於限定《磁控管管芯及磁控管》。

如圖1～圖3所示，《磁控管管芯及磁控管》實施例提供的磁控管管芯，其包括陽極部件1、陰極部件2和磁極部件3，陰極部件2沿陽極部件1的縱向軸心方向從陽極部件1的底端穿插於陽極部件1內，磁極部件3包括上磁極31和下磁極32，上磁極31和下磁極32以非對稱形式設於陽極部件1的頂端和底端。其根據磁場磁力線的分布規律，使上磁極31和下磁極32以非對稱形式設定於陽極筒11的頂端和底端，這樣，可有效改變磁場的磁力線分布狀況，從而可提高磁場和電場的匹配程度，以使從陰極部件2上發射出的電子的運動速度儘量相同。這樣，可有效加大工作模式和相鄰干擾模式之間的頻率間隔，進而可有效防止磁控管管芯工作時向外發出不必要的噪音。

具體地，陽極部件包括陽極筒11、設於陽極筒11內壁上的葉片12和設於葉片12上的隔離部件13，陰極部件2沿陽極筒11的縱向軸心方向從陽極筒11的底端穿插入陽極筒11內，上磁極31和下磁極32分別設於陽極筒11的頂端和底端。陰極部件2包括邊支桿組件（圖中未示出）、帶有禁止帽（圖中未標示）的中心支桿組件21和呈螺旋狀環繞設定於中心支桿組件21上的燈絲22，中心支桿組件21上禁止帽的設定用於有效抑制電子發生軸向散射。中心支桿組件21伸出陽極筒11外的底端與輸入電源（圖中未示出）連線，陽極筒11的頂端還設有輸出部件（圖中未示出），輸出部件通過天線4與一個葉片12連線，具體套用中，天線4的一端可通過焊接固定於一個葉片12上。同時，我們知道，減小陽極筒11的直徑和相鄰葉片12的縫隙，可提高互作用空間的高頻場效率，從而使得從陰極部件2發射的電子能更加有效地參與能量交換，進而有效實現輸出效率的提升；《磁控管管芯及磁控管》，相對2013年6月之前技術而言，其陽極筒11的直徑和相鄰葉片12之間的間隙均沒有改變，故，有效保證了該磁控管管芯的高輸出效率。

更具體地，上磁極31和下磁極32均呈錐狀，且上磁極31具有從陽極筒11頂端向下延伸的第一底面311，下磁極32具有從陽極筒11底端向上延伸的第二底面321，第一底面311的外徑大於第二底面321的外徑，且第一底面311到葉片12頂部端面的距離d1大於第二底面321到葉片12底部端面的距離d2。這樣，可有效達到使上磁極31和下磁極32呈非對稱形式設定於陽極部件1頂端和底端的目的，以有效改變磁場的磁力線分布狀況，從而可提高磁場和電場的匹配程度，以使從陰極部件2上發射出的電子的運動速度儘量相同，進而對噪音的產生有很好的預防作用；另外，通過隔離部件13有效加大工作模式和相鄰干擾模式之間的頻率間隔，從而可有效提高產品的工作穩定性，且其對高次諧波也有較好的抑制作用，進而有效防止磁控管工作時向外發出不必要的噪音。

具體地，上磁極31還具有抵頂於陽極筒11頂端的第一外端面312，下磁極32還具有抵頂於陽極筒11底端的第二外端面322，第一外端面312與第二外端面322之間的距離H為25.5～26.5毫米，處於該數據範圍內，可有效保證電子在高頻場中的能量交換效率，從而可有效提高該磁控管管芯的輸出效率。

具體地，如圖2所示，葉片12設有十個，且十個葉片12呈放射狀均勻分布於陽極筒11的內壁上。可以理解地，葉片12的數量越多，則磁控管管芯的工作頻率越高，但其造價成本也越高，故，具體套用中，應根據具體需求及造價成本進行最佳化設定葉片12的數量。

優選地，十個葉片12的內接圓直徑da為8.8～9.2毫米，且葉片12朝向陰極部件2的端面到燈絲22的距離為2.1～2.3毫米，這樣，利於陰極部件2發射出的電子充分與高頻場進行能量交換，從而有效提高磁控管管芯的輸出效率。作為《磁控管管芯及磁控管》的一具體優選實施例，十個葉片12的內接圓直徑da為9毫米。

具體地，第一底面311與葉片12頂部端面之間的距離d1為1.7～2.0毫米，第二底面321與葉片12底部端面之間的距離d2為1.3～1.5毫米，這樣，可使第一底面311到葉片12頂部端面的距離d1比第二底面321到葉片12底部端面的距離d2大，且採用該數值範圍，可有效保證電子運動速度的同步性，從而對噪音的產生有很好的預防作用；另外，通過隔離部件13有效加大工作模式和相鄰干擾模式之間的頻率間隔，從而可有效提高產品的工作穩定性，且其對高次諧波也有較好的抑制作用，進而有效防止磁控管工作時向外發出不必要的噪音。作為《磁控管管芯及磁控管》的一具體優選實施例，第一底面311與葉片12頂部端面之間的距離d1為1.9毫米，第二底面321與葉片12底部端面之間的距離d2為1.5毫米。

具體地，第一底面311的外徑rp1為第二底面321外徑rp2的1.2～1.4倍，這樣，可有效改善磁場的磁力線分布，以有效保證電子運動速度的同步性，從而對噪音的產生有很好的預防作用；另外，通過隔離部件13有效加大工作模式和相鄰干擾模式之間的頻率間隔，從而可有效提高產品的工作穩定性，且其對高次諧波也有較好的抑制作用，進而有效防止磁控管工作時向外發出不必要的噪音。

優選地，第二底面321的外徑rp2為11.5±0.5毫米，第一底面311的外徑rp1為14～16毫米。作為《磁控管管芯及磁控管》的一更具體優選實施例，第二底面321的外徑rp2為11.5毫米，第一底面311的外徑rp1為15.5毫米。

具體地，隔離部件13包括間隔設定的大交連環131和小交連環132，大交連環131的內徑ri為第一底面311外徑的1.1～1.3倍。通過大交連環131和小交連環132的設定，可達到有效加大工作模式和相鄰干擾模式之間頻率間隔的目的，且當大交連環131的內徑ri為第一底面311外徑rp1的1.1～1.3倍，使工作模式和相鄰干擾模式之間的頻率間隔達到合理的範圍，從而有效減小了磁控管管芯工作時向外發出不必要噪音的情形發生機率。作為《磁控管管芯及磁控管》的一更具體優選實施例，第一底面311的外徑rp1為15.5毫米，大交連環131的內徑ri為18.6毫米。

優選地，大交連環131與小交連環132之間的間距s為1.0～1.3毫米，這樣，可使工作模式和相鄰干擾模式之間的頻率間隔達到合理的範圍，從而有效提高該磁控管的電磁兼容性。作為《磁控管管芯及磁控管》的一具體優選實施例，大交連環131與小交連環132之間的間距s為1.2毫米。

《磁控管管芯及磁控管》還提供了一種磁控管，其包括外殼（圖中未示出）、設於外殼內的散熱部件（圖中未示出）和上述的磁控管管芯，且散熱部件設於陽極部件1的陽極筒11外側壁與外殼內側壁之間。散熱部件的設定，用於及時散發陽極部件1上的熱量，從而可保證陽極部件1可正常穩定的工作，進而可有效保證陽極部件1的使用壽命。具體套用中，散熱部件可為供冷水流淌的換熱水管。其由於採用了上述的磁控管管芯，故，有效抑制了由於磁控管輸出效率提升而引起的不必要噪音，從而有效提高了採用該磁控管的微波爐的電磁兼容性測試的通過率，進而有效提高了產品的質量。

具體地，如圖9所述，為《磁控管管芯及磁控管》實施例提供的磁控管結構尺寸與2013年6月之前技術具有十個葉片12的磁控管的結構尺寸的對比表，《磁控管管芯及磁控管》申請人，利用圖9中的2013年6月之前產品和該實施例提供的產品分別作了基波頻譜測試和高次諧波噪聲水平測試，並得到了圖5所示的《磁控管管芯及磁控管》實施例產品的振盪基波頻譜圖、圖6所示的2013年6月之前技術產品的振盪基波頻譜圖、圖7所示的2013年6月之前產品和該實施例產品在高次諧波4f（f為基波頻率）的噪聲水平對照圖及圖8所示的2013年6月之前產品和該實施例產品在高次諧波6f（f為基波頻率）的噪聲水平對照圖。

具體地，圖5和圖6中的橫坐標均表示頻率，縱坐標均表示振幅。從圖5和圖6中，可看出該實施例工作模式下的頻率跨度相對2013年6月之前技術明顯變窄，這樣，我們可知，該實施例的振盪基波比2013年6月之前產品的振盪基波明顯收窄。從圖7和圖8中可明顯看到該實施例產品在高次諧波4f和6f的噪聲水平均低於2013年6月之前產品在高次諧波4f和6f的噪聲水平，這樣，我們可知該實施例產品在高次諧波4f和6f的噪聲水平相對2013年6月之前產品的噪聲水平均得到了很大的改善。因此，經測試表明，《磁控管管芯及磁控管》實施例提供的磁控管達到了有效抑制不必要噪音的目的。

以上所述僅為《磁控管管芯及磁控管》的較佳實施例而已，並不用以限制該發明，凡在該發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在該發明的保護範圍之內。

榮譽表彰

2018年12月20日，《磁控管管芯及磁控管》獲得第二十屆中國專利優秀獎。