專利名稱：磁控管的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種磁控管，特別是涉及一種小型磁控管。
背景技術：
通常，由于磁控管的簡單的結構和高效穩定的性能，所以磁控管可作為用于加熱食物的微波的振蕩源，并用于微波爐以及諸如此類的設備。
同時，因為安裝在磁控管內的磁體由永久磁性材料制成，所以用于制造磁控管的成本增大。具體地，傳統磁控管存在的問題在于當磁體和上/下磁極過大時，材料成本將顯著增加。另外，過大體積的磁體及磁極將使得磁控管的尺寸過度增加。
同時，因為顯著減小磁控管可導致磁控管的輸出急劇減少，所以很難在不降低磁控管的輸出的情況下使磁控管小型化。
由此，本發明旨在提供一種磁控電磁管，該磁控電磁管在不降低輸出性能的情況下具有縮減的尺寸。
發明內容
因此，本發明旨在提供一種磁控管，該磁控管基本上克服了由于相關現有技術的局限和缺陷所導致的一個或多個問題。
本發明的目的在于一種磁控管，該磁控管在不降低輸出性能的情況下具有縮減的尺寸。
本發明的其它優點、目的及特征的一部分將在下面的給予說明，而且在本領域的技術人員研究下面的說明后，本發明的其它優點、目的及特征將部分地變得清楚，或者可從本發明的實施過程中認識到。本發明的目的和其它優點可由說明書、和其權利要求書及附圖中所具體描述的結構來實現。
為了達到這些目的和其它優點并依據本發明的目的，正如在此具體實施并廣泛說明的，提供了一種磁控管包括陽極圓筒；上磁體和下磁體，其分別設置在陽極圓筒的上部和下部；以及上磁極和下磁極，其分別與所述磁體相連接；其中，每個所述磁體的內徑為19-21毫米，厚度為11.5-12.5毫米，外徑為50-54毫米。
優選地，上磁極和下磁極之間的距離為10.5-11.5毫米。優選地，每個所述磁極的外徑為34-35毫米。優選地，上磁極的上端和下磁極的下端之間的距離約為23.5毫米。優選地，所述磁體由鐵氧體材料制成。
在本發明的另一方案中，提供了一種磁控管包括陽極圓筒；上磁體和下磁體，其分別設置在陽極圓筒的上部和下部；以及上磁極和下磁極，其分別與所述磁體相連接；其中，每個所述磁體的內徑為19-21毫米，外徑為51-54毫米，上磁體的厚度為11.5-12.5毫米，下磁極的厚度為9.5-10.5毫米。
優選地，上磁極和下磁極之間的距離為10.5-11.5毫米。優選地，每個所述磁極的外徑為34-35毫米。優選地，上磁極的上端和下磁極的下端之間的距離約為23.5毫米。優選地，所述磁體由鐵氧體材料制成。
應該清楚的是，本發明的前述概括說明及下述詳細說明為示例性和解釋性的，且其目的在于對本發明提供進一步的解釋。
所包含的附圖用于給本發明提供進一步理解，并合并在本申請中成為本申請的一部分，附圖列舉了本發明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發明。在附圖中圖1為依據本發明的磁控管的剖視圖；圖2為依據本發明的磁控管的構造的剖視圖；及圖3及圖4為在依據本發明的磁控管中，平均磁場強度的變化與磁體外徑之間的關系的曲線圖。
具體實施例方式
現在將詳細說明本發明的優選實施例，這些優選實施例描述于附圖中。在整個附圖中盡可能采用相同的附圖標記表示相同或相似的部件。
圖1為依據本發明的磁控管的剖視圖。
如圖1所示，磁控管包括陽極圓筒9、陽極葉片6、內/外條(strap)13、陰極15、多個散熱片17、軛架4和5、磁體1及過濾箱20。
陽極圓筒9具有圓筒形狀，陽極葉片6徑向安裝到陽極圓筒9的內壁上以構成諧振腔。內/外條13交替地設置在陽極葉片6的上表面和下表面，以電連接該葉片，并且，陰極15包括位于磁控管中心的螺旋形燈絲(spiralfilament)7，并作為負電極。
多個散熱片17設置在陽極圓筒9的外圍，用于散熱。散熱片17由上和下的平板形軛架4和5保護并支撐。此外，散熱片17被設置成允許外部空氣引導到其上。用于產生靜磁場的磁體1安裝在陽極圓筒9的上部和下部，并分別與上磁極2和下磁極3相連接。
過濾箱20設置在磁控管的下部。
最初，當螺旋形燈絲7被加熱時，電子被發射。這里，在陰極15和諧振腔之間產生靜電場，在上磁極2和下磁極3之間的諧振腔的上下方向上形成靜磁場。結果，電子由于來自靜電場和靜磁場的力在陽極和諧振腔之間的反應空間內產生擺線運動。
此時，處于擺線運動下的電子逐漸移動到諧振腔，同時與先前作用在葉片之間的高頻電場相互作用，在該過程中電子的大部分能量被轉換成高頻能量。高頻能量在諧振腔內被累積后，被輸送到磁控管的上部，并通過與葉片6相連接的天線輻射到外界。輻射出的高頻能量用于加熱食物。
同時，在電子能量輻射到外界的同時，電子到達諧振腔，從該諧振腔中，電子的剩余能量被最終轉換為熱能。
這樣，從葉片6產生的熱量被設置在陽極圓筒9周圍的多個散熱片17有效地散出，由此防止熱量降低磁控管的性能。
同時，從磁控管產生的高頻能量輸出與在上磁極2和下磁極3之間產生的磁場強度有關。磁場強度依據磁體結構而變化。
如果能保持磁控管的性能同時減小磁體1與上磁極2和下磁極3的尺寸，那么制造成本將會顯著降低。由此，考慮到有關減小磁控管的尺寸同時保持其輸出性能的研究還沒有進展，因此鑒于有效的資源使用和制造成本，迫切需要進行減小磁控管的尺寸的研究。
下面將詳細說明用于減小尺寸的磁控管的構造。
圖2為依據本發明的磁控管的構造的剖視圖。因為已參照圖1詳細說明了該磁控管的一般構造，所以在此不再詳細說明其一般構造。
如圖2所示，本發明的磁控管包括陽極圓筒9、陽極葉片6、陰極115、軛架4和5、上磁極2和下磁極3以及上磁體1a和下磁體1b。
陽極圓筒9具有圓筒形狀，陽極葉片6徑向安裝到陽極圓筒9的內壁上以構成諧振腔。理想是內/外條(未示出)交替地設置在陽極葉片6的上表面和下表面，以電連接該葉片。
陰極115包括位于磁控管中心的螺旋形燈絲，并作為負電極。用于產生高頻能量的反應空間120限定在陽極葉片6之間。陽極圓筒9的外圍安裝有多個用于散熱的散熱片，該散熱片優選由上平板形軛架4和下平板形軛架5來保護并支撐。
用于產生靜態磁場的上磁體1a和下磁體1b分別安裝于陽極圓筒9的上部和下部，并分別與上磁極2和下磁極3相連接。優選地，上磁體1a和下磁體1b位由鐵氧體材料制成的永久磁體。
下面將說明該磁控管的操作。
最初，當螺旋形燈絲7被加熱時，電子被發射。這里，在陰極115和諧振腔之間產生靜電場，并且，在上磁極2和下磁極3之間的諧振腔的上下方向上形成靜磁場。結果，電子由于來自靜電場和靜磁場的力在陰極和諧振腔之間的反應空間內產生擺線運動。
此時，處于擺線運動下的電子逐漸移動到諧振腔，同時與先前作用在葉片6之間的高頻電場相互作用，在該過程中，電子的大部分能量在反應空間120內被轉換成高頻能量。高頻能量在諧振腔內累積后被輸送到磁控管的上部，并通過與葉片6相連接的天線輻射到外界。
來自磁控管的高頻能量可用于在諸如微波爐的烹飪設備中加熱食物，或者可用于其它加熱設備。
高頻能量輸出與在上磁極2和下磁極3之間產生的磁場強度有關。同時，磁場強度可依據上磁體1a、下磁體1b、上磁極2和下磁極3的結構而變化。
也就是說，隨著上磁極2和下磁極3之間的距離PG減小，磁場強度增加。另外，隨著上磁極2和下磁極3的外徑PO減小，磁場的泄漏增加，以致磁場強度減小。其原因在于磁場從上磁極2和下磁極3沒有覆蓋上磁體1a和下磁體1b的部分泄漏。
由此，為了減小磁控管的尺寸同時產生理想強度的高頻能量輸出，依據上磁體1a、上磁體1b、上磁極2和下磁極3的構造，在考慮能量輸出臨界值的條件下制造該磁控管。
下文中將參照測試結果來說明上磁極2和下磁極3之間的合適距離、上磁體1a和下磁體1b的尺寸及其臨界有效數(critical significance)。
該測試將分兩個階段進行，為了分類將該兩個階段分別稱為第一測試和第二測試。
首先說明第一測試。
圖3為用于制造本發明的縮減尺寸的磁控管的第一測試結果的曲線圖。
具體地，在上磁極2和下磁極3之間的距離PG為10.5-11.5毫米，且這些磁極的外徑PO為34-35毫米的條件下進行第一測試。此時，該上磁極的上端和該下磁極的下端之間的距離最好為23.5毫米。這些磁極的尺寸和它們之間的距離應用到與傳統磁控管相比具有縮減尺寸的磁控管。
這里，圖3為平均磁場強度的變化與磁體外徑MO之間的關系的曲線圖，在該圖中，每個磁體1a和1b的內徑MI為19-21毫米、厚度MT1或MT2為11.5-12.5毫米。在圖3中，高頻能量輸出與平均磁場強度成比例。
如圖3所示，平均磁場強度隨著外徑MO的增加而快速增加，直到上磁體1a和下磁體1b的外徑MO達到52毫米為止。換句話說，當上磁體1a和下磁體1b的外徑MO等于或小于52毫米時，平均磁場強度隨著外徑MO的減小而快速降低。
這里，磁控管要求實際可得到約500-1000瓦的輸出，而該要求在平均磁場強度為1700高斯或1700高斯以上的條件下可以得到滿足。如圖3所示，可以看到，當上磁體1a和下磁體1b的外徑MO等于或大于52毫米時，平均磁場強度可等于或大于1700高斯。
同時，當這些磁體的外徑MO大于54毫米時，即使外徑MO增加，平均磁場強度也將保持在一個近似相同的水平。然而，當這些磁體的外徑MO大于70毫米時，平均磁場強度將隨著外徑MO的增加反而降低。由此，應該清楚的是，54毫米的外徑MO為一臨界值，在該臨界值以上，即使外徑MO增加，平均磁場強度也將保持在一個近似相同的水平。
這是由于當外徑MO增加至預定水平或預定水平以上時，磁場泄漏的增加將導致出現磁力損失。更具體地，參照圖2，磁力泄漏主要發生在上磁極2和下磁極3沒有覆蓋上磁體1a和下磁體1b的部分A上。
此外，預定空間限定在上磁體1a及下磁體1b的側面和上軛架4及下軛架5之間，而且當該空間隨著上磁體1a和下磁體1b的外徑MO的增加而變窄時，在該空間內將產生渦流現象，從而導致第二次磁力泄漏。當為了避免渦流現象而增加在上磁體1a及下磁體1b的側面和上軛架4及下軛架5之間的距離時，磁控管的整個體積將增加。
由此，當上磁體1a及下磁體1b的外徑MO等于或大于54毫米時，該磁控管的尺寸過度增加，從而導致材料成本增加。
如上所述，在上磁體1a及下磁體1b的厚度MT1或MT2為11.5-12.5毫米時，為了使從磁控管產生的高頻能量保持在等于或大于預定水平，這些磁體的外徑MO必須處于50-70毫米范圍內。此外，為了減小該磁控管的尺寸，磁體的外徑MO優選在50-54毫米范圍內。采用如上所述的配置，該磁控管可以減小尺寸同時產生所需的高頻能量。
接下來說明第二測試。
圖4為用于制造本發明的縮減尺寸的磁控管的第二測試結果的曲線圖。
這里，類似于第一測試，在上磁極2和下磁極3之間的距離PG為10.5-11.5毫米，且這些磁極的外徑PO為34-35毫米的條件下進行第二測試。此時，理想是該上磁極2的上端和該下磁極3的下端之間的距離為23.5毫米。該磁控管的內徑MI為19-21毫米。
同時，與第一測試所不同的是，在第二測試中上磁體1a和下磁體1b分別具有不同的厚度。也就是說，圖4為平均磁場強度的變化與磁體1a和1b的外徑MO之間的關系的曲線圖，在該圖中，上磁體1a的厚度MT1為11.5-12.5毫米，下磁體1b的厚度MT2為9.5-10.5毫米。在圖4中，高頻能量輸出與平均磁場強度成比例。
如圖4所示，磁場強度隨著外徑MO的增加而快速增加，直到上磁體1a和下磁體1b的外徑MO達到52毫米為止。換句話說，當上磁體1a和下磁體1b的外徑小于52毫米時，平均磁場強度將隨著外徑MO的減小而快速降低。
這里，磁控管要求實際可得到約500-1000瓦的輸出，而且該要求在磁場強度為1700高斯或1700高斯以上的條件下可以得到滿足。如圖4所示，可以看到，當上磁體1a和下磁體1b的外徑MO至少等于51毫米或大于51毫米時，平均磁場強度可等于或大于1700高斯。
同時，當磁體的外徑MO大于54毫米時，即使外徑MO增加，平均磁場強度也將保持在一個近似相同的水平。然而，當磁體的外徑MO大于70毫米時，平均磁場強度將隨著外徑MO的增加反而降低。由此，應該清楚的是，54毫米的外徑MO為一臨界值，在該臨界值以上，即使外徑MO增加，平均磁場強度也將保持在一個近似相同的水平。
這是由于當外徑MO大于54毫米時，磁場泄漏的增加將導致出現磁力損失。因為已經在上文中已經詳細說明了該現象，所以在此省略了它的說明。
由此，當上磁體1a及下磁體1b的外徑MO大于或等于54毫米時，該磁控管的尺寸的不必要的增加會導致材料成本增加。
如上所述，在上磁體1a的厚度MT1為11.5-12.5毫米、下磁體1b的厚度MT2為9.5-10.5毫米時，為了將來自磁控管的高頻能量保持在等于或大于預定水平，磁體1a和1b的外徑MO必須處于51-70毫米范圍內。此外，為了減小磁控管的尺寸，磁體的外徑MO優選范圍在51-54毫米的范圍內。采用如上所述的配置，磁控管可以減小尺寸同時產生所需的高頻能量。
由此，因為依據本發明的磁控管的尺寸將減小20％而且不損壞其性能，所以可降低帶有該磁控管的產品價格，同時可增加產品的競爭力。此外，由于該磁控管所占據的空間減小，所以可有效地利用微波爐的電氣室的內部空間。
從上述說明可以明顯看出，本發明具有如下特點。
第一，該磁控管可減小尺寸同時產生高頻能量輸出。由此，本發明的磁控管可降低成本同時具有最佳性能。
第二，因為該磁控管可減小尺寸并同時具有所需性能，所以可有效利用諸如電氣室的用于磁控管安裝空間的內部空間。
對于本領域技術人員而言，應該清楚的是，只要不脫離本發明的精神或范圍，可對本發明做各種修改和變更。由此，應當說明的是，只要這些修改和變化落入所附的權利要求及其等同物的范圍內，那么這些修改和變化將必然為本發明所覆蓋。
權利要求
1.一種磁控管，包括陽極圓筒；上磁體和下磁體，其分別設置在該陽極圓筒的上部和下部；以及上磁極和下磁極，其分別與所述磁體相連接；其中，每個所述磁體的內徑為19-21毫米，厚度為11.5-12.5毫米，外徑為50-54毫米。
2.如權利要求1所述的磁控管，其中，該上磁極和該下磁極之間的距離為10.5-11.5毫米。
3.如權利要求1所述的磁控管，其中，每個所述磁極的外徑為34-35毫米。
4.如權利要求1所述的磁控管，其中，該上磁極的上端和該下磁極的下端之間的距離約為23.5毫米。
5.如權利要求1所述的磁控管，其中，所述磁體由鐵氧體材料制成。
6.一種磁控管，包括陽極圓筒；上磁體和下磁體，其分別設置在該陽極圓筒的上部和下部；以及上磁極和下磁極，其分別與所述磁體相連接；其中，每個所述磁體的內徑為19-21毫米，外徑為51-54毫米，該上磁體的厚度為11.5-12.5毫米，該下磁極的厚度為9.5-10.5毫米。
7.如權利要求6所述的磁控管，其中，該上磁極和該下磁極之間的距離為10.5-11.5毫米。
8.如權利要求6所述的磁控管，其中，每個所述磁極的外徑為34-35毫米。
9.如權利要求6所述的磁控管，其中，該上磁極的上端和該下磁極的下端之間的距離約為23.5毫米。
10.如權利要求6所述的磁控管，其中，所述磁體由鐵氧體材料制成。
全文摘要
本發明公開了一種磁控管。該磁控管包括陽極圓筒；上磁體和下磁體，其分別設置在陽極圓筒的上部和下部；以及上磁極和下磁極，其分別與所述磁體相連接。每個所述磁體的內徑為19－21毫米，厚度為11.5－12.5毫米，外徑為50－54毫米。
文檔編號H01J23/00GK1841634SQ200510092780
公開日2006年10月4日 申請日期2005年8月24日 優先權日2005年3月29日
發明者白彩玄, 李鐘壽, 李容守 申請人:Lg電子株式會社