【应用】射频炉?LDMOS扮演重要角色的微波炉革命!

2016-02-17 世强

“妇女解放者”传统微波炉——功能有限、缺点多多

自1967年美国第一台消费级微波炉诞生后就逐渐走入千家万户,还被称为“妇女解放者”,成为了广受欢迎的小家电。至今,虽然取得了相应的技术进步包括:缩减成本与空间,定速升级变频,智能控制等,但其基本原理始终未变。


传统的微波炉依靠磁控管发出的电磁波来加热食物,能很好地对食物进行复热和预热,但却也存在许多不足:其核心器件磁控管会产生很大的污染,需要高压电源,因此占用空间大且存在安全隐患。通过混合波长的电磁波来加热食物,无法控制烹饪强度、数量和位置,会导致受热不均、烹饪效果差。可支持的烹饪方法有限,且大多与WI-FI同在2.4GHz频率工作,会卡死其他设备的网络等等。


微波炉终结者:射频炉,射频半导体替代磁控管

最新掀起微波炉革命的射频炉,就换掉了传统微波炉的“心脏”,让微波炉从整体外观、用电环保、使用寿命及人性化操作等方面都发生了本质改变。


射频炉通过采用通信行业半导体LDMOS管(横向扩散金属氧化物半导体)的相关技术,获得了全直流半导体芯片震荡原理,产生满足民用加热要求的2.45 GHz(即2450 MHz±50 MHz)频段微波,进行微波加热。即利用该频段内快速交变的电场,加快物质内部极性分子(如水分子)的运动,从而摩擦产生热效应。且其频段在1 MHz至100 GHz之间,只适用于加热内部分子结构较松散的物质,尤其是含水量大的食物。因此,射频炉只是让分子进行摩擦,不会改变分子结构,对人体没有伤害。


图1:为家庭和商业厨房带来料理革命的射频炉


射频炉形状更多样,烹饪更简便、环保、美味

射频炉采用了半导体材料的固态发射器,拥有长达15年以上的生命周期,能够减少维修次数并长期保证烹饪效果。随着磁控管被射频半导体所取代,微波炉的内部构造得以改善,外观亦可根据需求设计成圆柱形、双开门等多种形状。而且,不再需要高压电源,进一步释放了内部空间,让产品更轻薄、更安全。同时供电电压也从4000V降到了32V,甚至最低至28V。当安装上特定电池时,还能实现便携式半导体微波炉,达到了省料、省电的环保效果。


射频炉新型的智能烹饪模式,能准确控制辐射的周期、位置和能量。根据食物反射波感知食物熟度,自动调整最佳频率和加热部位,从而达到更好的加热均匀性和效率。还支持炖煮、烤烙等多种烹饪方法,能同时烹饪多样成分和分量不同的食物,并保持食材的原汁原味。且拥有依据顾客喜好而不断更新的线上食谱烹饪辅助功能,只需下载即可自动完成食物烹饪。当射频炉内没有食物或被误放金属时,还会自动停止加热,以免损坏炉子。另外,射频炉采用与WI-FI不同的1 MHz窄频技术,不会出现传统微波炉卡死其他设备网络的现象。


射频炉系统中的RF功率关键器件:LDMOS

从上面对射频炉的整体介绍中可知,采用射频半导体取代磁控管就是此次微波炉革命的本质所在。其中射频半导体是采用LDMOS管相关技术来获得所需的2.45 GHz微波频段,从根本上决定了射频炉能否精准地控制辐射的周期、位置和能量,从而直接影响烹饪功能与效果。下图1是世强提供的射频半导体微波炉系统框图,包括具体的射频半导体功率部分和电源部分。


图2:半导体微波炉系统框图


Infineon作为世界领先的射频功率半导体制造商,拥有先进的LDMOS(横向扩散金属氧化物半导体)工艺技术和改善散热性能的封装,其LDMOS具有频率范围广,高功率密度,散热性能优秀,耐高压,供电方便,调试简单,寿命长的特点,能够胜任射频炉系统射频功率控制部分的关键器件。让射频炉调整到最佳频率并实现最高功率,达到省电、环保的目的。


图3:来自Infineon的高性能 LDMOS


其中,PTFB系列具有高达300 W 的功率准位,能够提供高功率和高功率密度,专为在1.4 GHz至2.6 GHz频带的应用而设计。这就刚好符合射频炉的2.45 GHz微波频段。而PTFC27010则具备推动级别的5 W/10 W超宽带,适用于900 MHz至2700 MHz频段。大小仅为4×4mm,可减少占用空间,有助于实现射频炉的小型化。Infineon的这两款 LDMOS都配备了高增益、高效率和优秀的热稳定性、线性性能,不仅延长了器件的寿命,还为射频炉带来了高效的功率传输。内部能实现宽带匹配,并可承受10:1的波驻比失配。具有负载适配和强大的过激励承受能力,集成了ESD保护,通过了无铅认证。因此,是白色家电等消费市场射频器件的一个理想选择。


Infineon还具备全自动RF组装和测试生产线,能够提供业内领先的性能和质量。凭借业界领先的射频技术和工具,还可以帮助客户简化射频应用的开发流程,减少系统BOM成本,缩短产品上市时间。

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