Здравствуйте!
Я делаю импульсный источник питания магнетрона 2M210-M1, столкнулся с такой проблемой.
Для того чтоб ВЧ энергия (2450мГц, 900Вт) не излучалась за пределы магнетрона со стороны подогреваемого катода, применены два дросселя.



Так как я питаю накал магнетрона импульсным БП.



если вторичку БП (красный провод) подключить непосредственно к выводам магнетрона, то дроссели выступят в роле сопротивлений и понизят многократно ток накала (требуется 3V, 10A). Я догадался как решить элу проблему и повесил на красный провод выпрямитель и конденсатор(2200мк), но при этом, прогрев катод магнетрона, потерял порядка 40% полезной мощности импульсного БП (сужу по амперметру сетевого напряжения).

Я хотел бы питать накал катода магнетрона непосредственно, без применения выпрямителя, могу ли я безопасно уменьшить длину намотки дросселей? По моему, такие дроссели с успехом могут гасить частоты менее 500 мГц, у магнетрон генерирует 2450 мГц.
Помогите расчитать надежные дроссели?

Частота импульсного БП под максимальной нагрузкой 20 кГц.

Если хотите снизить индуктивность дросселей, тогда может быть перед ними поставить еще конденсаторы на корпус, которые будут давить СВЧ (электролит, который Вы поставили уж точно всё СВЧ мимо себя пропустил). Либо даже 2 каскада сделать и в итоге получится каскадная П-схема фильтра C-L-C-L-C. Прсто снизить индуктивность, наверное, нежелательно, давно бы производители снизили.

А как расчитать дроссель на частоту 2450 МГц ?
Дело в том, что эта модель магнетрона придумана очень давно, когда не предполагалось использования импульсных БП, сейчас видел фотки магнетронов с малыми дросселями.

Вот например

ИМХО там метод научного тыка. Там EMC а это по бльшей части шаманизм. Так чта мотайте примерно тоже самое а дальше как карта ляжет. А для чего магнетрончик вострите.

У меня есть детектор ВЧ, при штатной конструкции излучение не превышает излучение сотового телефона во врем разговора, думаете можно ориентироваться методом тыка, лиш бы излучение не сильно возрасло? Может остаться всего пару витков, как думаете?

Магнетрон для микроволновой печки.

Исходя из требуемого затухания, которое где-то должно быть регламентировано.

Не знаю почему они меньше, но размер не показатель, там же еще сердечник ферритовый есть.

Информация по магнетрону .pdf

А как по вашему, лучше питать магнетрон постоянным напряжением или переделывать? Это только для нескольких экземпляров

почитайте про " Power Factor Correction " это как раз Ваш случай .

микросхема сделает Вам хоть полуволну синуса , хоть ДС с КПД >85%

www.ti.com, www.fairchildsemi.com

Как понимаю, предлагается вариант импульсного БП с повышенным напряжением на выходе? Но дроссели магнетрона режут настольно, что придется повышать напряжение накала магнетрона до сотни Вольт. чтоб получить после дросселей 3 Вольта. Куда рассеится мощность выделяемая на дросселях?

Я прекрасно понимаю, что к примеру в компьютерных БП сделано именно так, просаживание питания на выходе компенсируется разгоном импульсника по обратной связи. Но в моем случае ОС невозможна, так как на выходе БП помимо целевого напряжения присутствует 6000 Вольт питания катода магнетрона.

Сейчас я вручную разгоняю импульсник переменным резистором до получения требуемого напряжения накала, ориентируюсь по лампе накаливания подключенной паралельно выводам магнетрона. Нагрузка постоянна, по этому, ОС не требуется.

У тех дросселей индуктивность в единицы микрогенри, при 40 кГц дроссель будет иметь сопротивление 0,25Ом на каждую единицу мкГн. О каких сотнях вольт идет речь?Мощность-то реактивная. (Куда девается падение напряжения в 170-180В при 0.4А на дросселе 40-ваттной люминисцентной лампы?)ОС обязана быть, магнетрон - безобразная нагрузка для БП: ему по высокому надо ограничивать (стабилизировать) и ток, и напряжение в зависимости от ситуации на СВЧ выводе.

Чтобы не переделывать магнетроны, запитайте их накалы постоянкой, но не через диодный мост, а через двухполупериодный выпрямитель на двух диодах c общим катодом. Есс-но потребуется две обмотки со средней точкой. Подойдут сдвоенные диоды с барьером Шоттки из комповых БП.

Где-то применяется такое решение? Откуда известно, что накал магнетрона можно питать постоянкой?

Я уже думал так сделать. сегодня попробую. Сейчас у меня один диод.


Думаю, примерно сотню и надо... Я подавал на дроссели порядка 20 Вольт 20 кГц, напряжение на накале даже не регистрируется. Нагрузка на БП даже не ощущается.
По спецификации там 3V, 10A, то есть, помнится из школьной программы - 0,3 Ом, почти КЗ, а дроссели, это дроссели...

Нигде не применяется. Ибо никому не надо. В даташитах указаны ток накала и типовое напряжение, но ничего о форме накального тока. Это, конечно, не дает основания утверждать о пользе накала постоянкой. Массивная вольфрамовая спираль, торрированная. Нагрелась, да и ладно.

А как же инверторные микроволновки, наверняка там такая же проблема с питанием накала?
Там для накала и катода импульсный БП.

Если кому будет интересно, накал катода магнетрона видно невооруженным взглядом. Свечение ободка изолятора. Можно по этому ориентироваться.

Чтобы работало с любыми магнетронами- стабилизируйте ток, а не напряжение накала. Можно еще круче- стабилизировать мощность на основе аналогового перемножителя ток-напряжение, но для магнетрона это излишне, хотя для некоторых СВЧ ламп и применяли такое решение. Постоянкой питать нежелательно, особенно если режим работы квазинепрерывный - из-за падения напряжения по длине катода эффективно на эмиссию работает не вся длина. Если это падение знакопеременно (50 гц) то ничего особо страшного не случится, а вот если постоянка- то часть катода может и перегрется от бомбардировки тормозными электронами.

Было бы замечательно если бы он хоть чуть прогревался от рабочего тока лампы магнетрона, а получается, эмиссия сразу понижается если чуть просел накал.

Я подумаю о стабилизации тока накала, если конечно стабилизация потребуется, вроде как нагрузка почти постоянна.

Скажем так, в одном изделии разработчик заложил накал постоянным током. Из опыта эксплуатации партии изделий обнаружилось, что магнетроны выходят из строя чаще, чем у аналогичного изделия более древней версии, в котором питание накала было переменным током от трансформатора. После препарирования сдохших магнетронов выяснилось, что визуально катод выглядит неоднородным по цвету по длине, притом направление градиента цвета имеет корреляцию с полярностью источника питания. Какая там конкретно физика и потерял ли катод эмиссионные свойства или нет- ХЗ, никто так глубоко не копал.

Все понятно. Будем продолжать в том же направлении ибо других вариантов пока нет. Толстенная спираль сопротивлением 0.3 Ом

Кстати идя на встречу пожеланиям... CST выложил екзампл на предмет магнетрона. Так шта вынимательно наблюдают за природой
http://www.cst.com/Content/Applications/Ar...rference+Issues
как потапыч и утверждал
Так шта каждому по гламурным валенкам...
а галоши кудыть подевали

А файлы проекта там есть где-нибудь или только статья? Так и не понял- СВЧ модель магнетрона в Particles Studio двумерная что ли (без высоты)? Тогда моделировать градиент постоянки по длине катода не получится.

Думаю что по полной 3D но файлы за отдельную оплату, даром что Дармштат. Надо сказать оперативненько.
Но в СST юмора хоть отбавляй, одна Мафия и экспорт-импорт в Фаст Генри чего стоит.

Ну что ж, я доделал источник постоянного напряжения для подогрева катода магнетрона. Вот мой испытательный полигон.



Число витков первичной обмотки импульсного трансформатора рассчитал воспользовавшись специальной программой, вторички подбирал опытным путем. Самая нагревающаяся деталь стала импульсный диод выпрямитель накального напряжения, но с радиатором перегреваться не будет. Немного греются конденсаторы параллельно накалу, но думаю должны служить долго. Стабилизацию по току не делал, напряжение накала регулируется подстроечником на плате, думаю этого будет достаточно на постоянную нагрузку.

Как понимаю, других вариантов, кроме как питать постоянным напряжением, просто нет.
Можно конечно сделать отдельный 50 Гц трансформатор на 50 Вт, но, как понимаю такой транс получится громоздким. Вторичка должна быть хорошо изолирована так как присутствует напряжение до 6000 Вольт.

Спереди магнетрона свечение видно еще лучше:



Спасибо! Вопрос решен.

Отнюдь на 4 скопейками килловольт после умножения на 2 ( трафы более чем на пару килловольт шьются без специального исполнения ) и мощность 500 и более W. ИМХО без трафа очень тяжко и дорого получается хотя и заманчиво.
Как то видел ФАПЧ ованный магнетрон с P= 100W там в облегченном режиме все от постоянки.

Пяток лет отработает и ладно...
Я вообще не верю что при разнице в 3 Вольта будет заметное влияние на катод. Если еще учесть что напряжение КА до 5800 Вольт, мне трудно представить влияние 3 Вольт.

Дык так и не раскололся что это будет.

Я же в нескольких темах только об этом и говорил, что делаю плавное регулирования мощности излучения магнетрона, в данном случае, пока для микроволновой печки.


Видео.

Ртутная лампа не очень хороший наглядный пример, не горит при малом излучении и мерцает, но тем не менее, регулирование видно

Понятно накалом.

Нет. Не накалом. Длительность импульса К-А напряжения питания магнетрона

А в чем новизна? Эго так и регулируют в промышленных установках. Импульсы правда длинные, полупериоды. Но отбивной по барабану, она интегратор как бы.

Никакой новизны. просто это мой вариант реализации плавного регулирования.

А понизить частоту преобразователя с 40 кГц до -> 10 -> 1 кГц, чтобы уменьшить влияние фильтра накала магнетрона не пробовали?
Вмешиваться в конструкцию магнетрона все же не стоит. Взаимозаменяемость же должна быть. А с Вашими экспериментами лампа 5 лет не протянет. Акуратней с минимальной нагрузкой камеры печи - ставте стакан с водой, ртутная лампа не нагрузка, может быть приличное отражение. На зажигание ртутного разряда необходимо время ~ 5 мс, а рекомбинация после окончания импульса СВЧ ~ 1 мс.
Тр-р на 50 Гц не такой уж большой - с кулак примерно.

Я бы поступил очень просто - выкинул из дросселей феррит, а с контактов ввода на корпус поставил бы пару конденсаторов керамических 1000 пФ на нужное напряжение, и между вводов тоже. Чтобы выводы конденсаторов были как можно короче - хорошо бы "обуть" ввод в жестяной "стакан", который с одной стороны припаять к экрану. Такой фильтр 20 кГц пропустит без проблем, а 2 гига хорошо отобьёт.

1 кГц наверное будет пищать и транс получится побольше. Но мне так же думается что и при 1 кГц дроссели понизят на 80% действующее напряжение.
В конструкчию магнетрона не вмешаваюсь.
Когда я сделал все необходимые доработки ртутная лампа стала светить поплавнее. Это можно увидеть на видео.



Воспроизвести

Некоторые форумчане утверждали что не удастся поддерживать совсем малую мощность, прибора измерителя пока еще не сделал, но на обед стал разогревать жаркое, ориентировался по ртутной лампе лежащей рядом с тарелкой, установил так регулятор, чтоб лампочка лишь чуть зажигалась в некоторых позициях вращающейся тарелки(неравномерность излучения в камере), то есть, очень малую мощность. Так я грел в течении 10 минут и достал блюдо лишь немного теплым. Можно теперь пробовать варить яйца без воды. Говорят яйца в обычных микроволновках сварить невозможно, они взрываются.
Как бы многие не говорили что пониженная мощность выделится в виде нагревания деталей печки, это неправда, печь оставалась холодной. Магнетрон прогрелся лишь чуть, можно было не включать вентилятор на полную.


Не поможет. Мой опыт показывает что любая индуктивность значительно понижает ток накала. Как понимаю, накал магнетрона в виде спирали, это заметно когда подключить вторичку импульсного преобразователя непосредственно к накалу магнетрона без дросселей, яркость нагрева значительно понижается, чем с использованием выпрямителя. Думаю, нагреватель в виде спирали и индуктивен, хотя, могу в этом ошибаться.

Нет, так не бывает. Индуктивность понижает ток накала исключительно пропорционально величине индуктивности. Чтобы блокировать 2,4 ГГц, будет достаточно такой индуктивности, которая на 20 кГц влияния не окажет никакого, ну, скажем, 0,5 мкГн будет более чем достаточно.
Ну а если у Вас индуктивность самой спирали такая, что на 20 кГц она имеет индуктивный импеданс намного больше активного сопротивления, то тогда единственный способ - понижать частоту или питать постоянкой.

Питаю постоянкой. Проблем пока не выявлено. Вот фото выпрямителя:

Стакан с водой - опасная вещь на малых мощностях. Я поставил стакан воды статически, без вращающегося столика и каких либо сотрясений, с видиокамерой долго ждал закипания на мощности порядка 70%, чтоб начать сьемку кипения и регулировку мощности с наглядным кипением. В какой-то момент произошел мощный выброс воды (фонтан).
Как понимаю, без сотрясений вода перегрелась и малейшее сотрясение произошел взрыв.

ИМХО поверхность перегрелась стала кипеть а внутри еще нет. Полюбому эффекты больших мощностей.
Магнетронная пушка не только разгонит но и освободит от всяких гатжетов как то часы, мобильники и пр.

У меня есть видеозапись, как закипает вода первое кипячение и как неуправляемо закипает второе, чуть погодя, кипячение. Странное поведение одной и той-же воды в микроволновке.

Вода нормально закипает

Вода закипает взрывным образом

По углам камеры микроволновки находятся неоновые лампочки для наглядности. Ртутная лампа лопнула во время опытов.

Ура термояд, прямая добыча водорода и кислорода На самом деле греется то где потерь больше ( хуже тангенс дельта )

Странное для непосвящённых. Учиться всё-таки полезно...

Микроволновка получится в независимости от степени учености.
А вот плавное регулирование уж точно не получилось бы со степенью учености, так как согласно ВАХ магнетрона получиться не может (мнение ученых людей)

Откройте для себя двойной дроссель (common mode choke). Он используется в любом ИИП.

А может есть формула для расчета падения напряжения на двойном дросселе при следующих вводных:

Напряжение 3V
Ток 10А
Частота тока 20 кГц
Сопротивление нагрузки 0,3 Ом

Вот нашел фотку... ti agregat dusja agregat...

Для синусоидального переменного тока ее кажется в 9 классе по физике учат. А вот для прямоугольных импульсов- лучше взять цифровой осцилл с датчиком тока и проинтегрировать действующее значение. Или по-старинке- на аналоговый осцилл на экран кусок кальки, нарисовать форму тока, вырезать по контуру ножничками, взвесить на лабораторных весах. Или детектор действующих значений приспособить- есть ведь микросхемы RMS детекторов.
Недогрев катода приводит к потере максимальной мощности- ну нехватает эмитированных электронов для создания полного анодного тока. Да и время жизни катода падает. Подобрать режим накала можно грубо, если разобрать магнетрон- снять магниты, и у получившегося диода промерять семейство ВАХ в зависимости от тока накала.
Я все-таки непойму, почему такое сопротивление датчику на токовом трансформаторе? Ферритовое колечко с 50 витками надето прямо на высоковольтный провод питания накала- что может быть проще?

Спасибо, но я выставляю 3V постоянного напряжения накала магнетрона и все... Пока что, другое, не представляется возможным.

Вращающийся столик - не прихоть, а необходимость в СВЧ печи. Объем камеры - многомодовый резонатор, в котором необходимо искуственно перемешивать стоячие волны. Угадать заранее, где будет пучность, куда ставить стакан, чтобы он сразу нагрелся, затруднительно. В вашем случае, скорее всего нагрелись стенки камеры или от вибрации сдвинулся стакан и пучность попала на воду, в материал с большим эпсилон и тангенсом. Так, что вращайте нагрузку на столике или вращайте лопасти с верху, как было у старых моделей печек.

Интересно, а лопасти сверху, это случаем не вентилятор конвекции? Недавно видел такую печку, как понял, там роль конвекции и гриля выполняет один и тот же ТЭН, вентилятор сверху. Снизу, традиционный вращающийся столик.

Большие и металлические, ИМХО столик лучше. А еще, меньшая камера, еще лучше и гофрированная поверхность в придачу чтоб поляризацию крутить. Все вместе тянет на нобелевку