磁控管制造技術

磁控管具有陽極(1)和總體上由附圖標記(2)來表示的陰極，其中陰極包括由鐵合金套管(11、12)加以接合的兩個部分，所述鐵合金套管(11、12)由絕緣材料套管(13)間隔開，所述鐵合金套管適于連接到用于對該陰極進行加熱的電源(14)的相反電極上。典型地，輸電干線隔離變壓器已經(jīng)用于電源。根據(jù)本公開，較小體積的高頻電源用于對陰極進行加熱，并且鐵合金套管具有導電材料的表面涂層(15)。由于集膚效應所致，由電源的高頻電流產(chǎn)生的磁場感應出的電流很大程度上被限制在導電涂層上，從而避免了若無該表面涂層而將在鐵合金本身中產(chǎn)生的變熱和損耗。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本公開涉及磁控管。
技術介紹
參照附圖中的圖1，該圖I是已知磁控管的軸向截面圖，已知磁控管包括中空陽極1，總體上由附圖標記2來表示的陰極延伸穿入中空陽極I。RF功率可以由容納在陶瓷圓罩B中的耦合器A從陽極引出耦合到波導(未示出)中。輸入功率由陰極與陽極之間的HTd. c.電源3來提供，其中陽極典型地處于地電位而陰極處于高負電位。陽極與陰極之間的互作用空間被抽真空，以便抑制陽極與陰極之間的HT電壓，絕緣材料的套管4形成真空封殼的一部分。套管4由合金套管5、6分別接合到陽極和陰極。陰極是中空的，并且包括用于容納芯8的外部套管7,并且陰極的發(fā)射部是白熾燈絲螺旋絲極(bright emitter helicalfilament) 90為在上端封閉真空封殼，陰極套管的向外發(fā)光區(qū)域10通過合金套管11、12而接合到芯8的端部，所述合金套管11、12彼此間由絕緣套管13分隔。套管11、12由科瓦合金(鎳鈷鐵合金)制成，以便具有與陶瓷材料的絕緣套管13的熱膨脹系數(shù)匹配的熱膨脹系數(shù)。在芯的頭部與陰極外部套管的發(fā)光部分之間施加用于對絲極進行加熱的電源。電源包括總體上由附圖標記14表示的隔離變壓器，該隔離變壓器的一次側(cè)由輸電干線(mains)C驅(qū)動并且還接地，二次側(cè)的輸出疊加在由d. c.電源3施加到陰極的高負電壓上。該變壓器運行在電源頻率，但這是不利的，這是因為一次側(cè)與二次側(cè)之間的絕緣裝置沉重且龐大。優(yōu)選地使變壓器14以高頻運行，因為這會使得變壓器的尺寸和重量顯著地減小。然而，變壓器14以高頻運行的缺點是會引起顯著變熱和功率損耗，這是因為合金套管11、12的材料會耗散功率。因而，來自變壓器14的二次側(cè)的高頻電源會產(chǎn)生沿芯8流動并沿發(fā)光區(qū)域10返回的高頻交變電流。由于科瓦合金是鐵磁材料，所以電流流過龐大的套管12且以高頻進行交變會產(chǎn)生顯著的磁通量。這反過來又會在套管12中產(chǎn)生電流，而所產(chǎn)生的電流會引起功率損耗。同樣的情況發(fā)生在套管11上。JP 3-187129中已經(jīng)提出了一種用于磁控管的電容器型HV輸入端，該輸入端上涂覆有導電層并且承載高頻絲極電流。
技術實現(xiàn)思路
本公開提供了一種磁控管，該磁控管的陰極包括由鐵合金套管加以接合的兩個部分，所述鐵合金套管由絕緣材料套管來間隔，所述鐵合金套管在被使用時因用于對所述陰極進行加熱的高頻電源而在所述鐵合金套管中感應出磁通量，并且所述鐵合金套管具有導電材料的表面涂層。該涂層使得鐵合金套管中因高頻電源所致由磁通量感應出的陰極加熱電流所引起的功率損耗降低。附圖說明現(xiàn)在將參照附圖、借助示例，詳細地描述實施本公開的一種方法，其中圖I是已知磁控管的軸向截面圖；以及圖2是本公開的磁控管的套管12的放大透視圖。具體實施例方式貫穿全部附圖，相同的附圖標記始終表示相同的部分。本公開的磁控管不同于已知磁控管之處包括絲極(陰極)加熱電源的類型不同 以及套管11、12不同。僅示出套管12(套管11是相同的)，這是因為在圖I中示出了磁控管的剩余部分。根據(jù)本公開，變壓器14的輸入由高頻轉(zhuǎn)換模式電源C驅(qū)動，而不是以電源頻率驅(qū)動。因此，與運行在電源頻率下的變壓器相比，該隔離變壓器的體積大大地減小。此外，根據(jù)本公開，套管11、12如之前所描述的那樣為科瓦合金，但是現(xiàn)在具有導電材料的表面涂層15。參照圖2，因流經(jīng)陰極2的套管7和芯8的高頻交變電流(高頻交變電流在圖2中以符號D示出，箭頭表示在環(huán)路中的某一時刻的電流)所致，角向的磁通量Ml繞套管12循環(huán)。套管12的圓周上的各增加部分上會有感應磁通量，并且這將引起以下效應在平行于套管12的軸線的方向上，產(chǎn)生繞套管12的各增加部分的電流回路i。而反過來，這些電流在套管12中感應出與磁通量Ml的方向相反、用于抵消磁通量Ml的角向磁通量M2。這遵守楞次定律，也可以被認為與變壓器的次級線圈的短路線匝(shorted turn)類似。因為套管和芯中的電流為高頻，所以感應磁場將是高頻交變場，并且感應電流i將同樣為高頻。于是，由于集膚效應(skin effect)所致，高頻電流i將主要地承載在導電材料的表面涂層中，而科瓦合金本身所承載的高頻電流極少。因此，科瓦合金自身的變熱和損耗都極小。這種布置的優(yōu)點是磁控管仍可取得與之前利用在電源頻率下運行的加熱電源情況下同樣的性能，但是加熱電源和隔離變壓器現(xiàn)在由更小、更輕并且更廉價的部件來實現(xiàn)(例如，運行在50或60Hz下的隔離變壓器可能重約100公斤，而運行在15kHz的隔離變壓器可能僅重I公斤)。用導電材料涂覆套管的整個內(nèi)部曲表面和外部曲表面很方便，但這不是必須的。例如，可以僅涂覆套管的內(nèi)部曲表面，或者僅涂覆套管的的外部曲表面。而且，無論是僅涂覆一個曲表面還是涂覆兩個曲表面，涂層都并非一定為完整的。例如，涂層可采用在軸向方向上延伸的若干道導電材料的形式，也可采用網(wǎng)狀形式。導電材料優(yōu)選為銅，但也可以使用除了銅之外的導電材料，例如銀或具有低電阻率的任何其它材料。在導電材料為銅的情況下，可在內(nèi)部曲表面和外部曲表面上設置相同的、I微米(10-6m)到50微米之間的涂層厚度，優(yōu)選地為5微米到30微米之間。此外，用于支持導電層的套管的材料并非一定為科瓦合金。可以使用膨脹系數(shù)與絕緣套管的膨脹系數(shù)匹配的其它鐵合金，例如，鎳-鐵族合金。轉(zhuǎn)換模式電源C的頻率可以在I千赫茲至I兆赫茲的范圍內(nèi)，但是優(yōu)選地在10千赫茲至500千赫茲的范圍內(nèi)。電源C并非一定是轉(zhuǎn)換 模式。可以替代性地使用其他的高頻電源設計。權(quán)利要求1.一種磁控管，該磁控管的陰極包括由鐵合金套管加以接合的兩個部分，所述鐵合金套管由絕緣材料套管來間隔，所述鐵合金套管在被使用時因用于對所述陰極進行加熱的高頻電源而在所述鐵合金套管中感應出磁通量，并且所述鐵合金套管具有導電材料的表面涂層。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁控管，其中所述高頻電源的頻率在I千赫茲至I兆赫茲的范圍內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控管，其中所述高頻電源的頻率在5千赫茲至500千赫茲的范圍內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的磁控管，其中所述導電材料在所述鐵合金套管的內(nèi)部曲表面和外部曲表面上都是連貫的。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁控管，其中所述導電涂層的厚度在I微米至50微米的范圍內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁控管，其中所述導電涂層的厚度在5微米至30微米的范圍內(nèi)。7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項所述的磁控管，其中所述導電材料是銅。8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項所述的磁控管，其中所述套管的鐵合金是鎳鈷鐵合金。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁控管，其中所述鐵合金是科瓦合金。10.根據(jù)權(quán)利要求I至9中任一項所述的磁控管，其中所述絕緣材料是陶瓷材料。11.根據(jù)權(quán)利要求I至10中任一項所述的磁控管，其中所述陰極的兩個部分是外部套管和內(nèi)部芯。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁控管，其中所述鐵合金套管到所述絕緣材料套管的連接是真空密封連接。全文摘要磁控管具有陽極(1)和總體上由附圖標記(2)來表示的陰極，其中陰極包括由鐵合金套管(11、12)加以接合的兩個部分，所述鐵合金套管(11、12)由絕緣材料套管(13)間隔開，所述鐵合金套管適于連接到用于對該陰極進行加熱的電源(14)的相反電極上。典型地，輸電干線隔離變壓器已經(jīng)用于電源。根據(jù)本公開，較小體積的高頻電源用于對陰本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：D·伯納德·弗克斯，R·理查德森，
申請(專利權(quán))人：E二V技術英國有限公司，
類型：
國別省市：