研究大功率半導體微波技術應用與微波爐加熱，通過半導體微波爐控制系統、半導體微波饋入系統研究，實現半導體微波技術在大功率微波爐上應用。試驗測試表明：半導體微波加熱功率輸出能夠達到600W，半導體微波爐負載及頻率牽引特性滿足要求，加熱均勻性在70%以上。加熱效率在40%左右，還需進一步提升。

　　微波爐從上世紀40年代發明至今均是使用磁控管發出微波加熱食物，微波頻率以2450±50MHz為主。高壓變壓器、電容、二極管等提供約4000V 高壓，供磁控管工作。磁控管、變壓器耗費大量銅、硅鋼等，且體積大、重量高。磁控管工作壽命短、微波頻率不可調整、材料標準要求高、制造難度大，限制了目前微波爐能效進一步提升及成本降低。

　　目前半導體微波技術主要應用在通信上，與微波加熱應用主要區別是頻段差異。半導體微波應用于加熱一直存在很高的技術難度，主要包括功率小、效率低、成本高、饋入腔體困難等問題。但隨著半導體微波技術發展日新月異，半導體微波效率越來越高、成本越來越低、重量越來越輕、單位體積功率密度越來越大，真空技術網(http://smsksx.com/)認為其在微波爐上的應用是半導體微波技術發展的必然趨勢。

1、半導體微波爐原理

　　目前微波爐包括磁控管、高壓變壓器、高壓電容、高壓二極管、腔體、爐門、控制系統等。交流電源首先經高壓變壓器為磁控管提供3.3V燈絲電壓。交流電源經高壓變壓器、電容、二極管升壓整流后，變成直流脈動高壓，輸出給磁控管。2450MHz微波經矩形波導饋入微波爐腔體后，快速加熱微波爐腔體內食物。普通微波爐輸入功率多在300 W 以上、1500W 以下，整機加熱效率在54%以上，加熱均勻性在70%以上。

　　目前半導體微波技術多采用源發生2450MHz小信號微波，再對小信號微波進行放大的原理。其中放大部分多采用兩級放大，初次小信號放大和二次放大(圖1)。源、放大原理在大功率微波加熱應用中成本高、系統復雜、設計開發困難。

圖1 源、放大原理半導體微波

　　源、放大原理半導體微波更適合通信行業對微波信號要求。2400±50MHz微波用于加熱，對微波信號要求低，需要簡化半導體微波源的微波發生原理，降低大功率半導體微波成本，提升半導體微波可靠性，提出了一種振蕩式微波發生原理的半導體微波，如圖2所示。

圖2 振蕩式微波發生原理

　　半導體振蕩微波發生微波工作原理為：LDMOS管通過自振蕩電路產生頻率2450±50MHz的微波，微波功率大小由LDMOS管的功率大小和數量決定。通過調節自振蕩電路的可變電容值，可改變半導體微波輸出微波頻率大小根據實際食物的類型、加熱狀態變化時腔體駐波比大小，在2450±50MHz范圍內選擇駐波最小頻率進行加熱。半導體微波源所需電壓為直流0～32V，通過調節輸入電壓的高低，能夠調節半導體微波源的微波輸出功率大小，實現半導體微波爐功率無級可調。半導體功率源包括：LDMOS管、偏壓及控制電路、功率合成器、功率檢測及控制電路等。偏壓及控制電路包括：半導體功率源輸出功率檢測、半導體功率源反射功率檢測、半導體功率源關斷信號、半導體功率源頻率調整信號、半導體功率源直流+、-輸入。

5、結論

　　研究了半導體微波源及相應的微波爐腔體饋入系統，同時研究適合半導體微波的微波爐駐波比檢測，改變半導體微波頻率，提升了半導體微波爐的整機加熱效率。因為半導體微波的核心器件LDMOS管效率影響，半導體微波爐的整機加熱能效在40%左右，距離54%還有很大的距離，需要進一步研究。