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1、公开使用FTF-SMI-N2000固固态射频功率源在工业应用中 相相对于真空管的优势公开使用1公开使用1议程什么是射频和微波加热使用射频和微波加热的工业应用使用的频率射频加热相对于传统加热方法的优势固态射频（晶体管）相对于真空管的优势恩智浦解决方案公开使用2工工业射频加热公开使用3如何利用如何利用频率来加热材料以915 MHz为例交流电波在正极和负极之间每秒转换915,000,000次。每次微波转换极性时，水偶极子剧烈运动。 这种运动导致摩擦，从而产生热量。- - - - - - - - - - - - - - - - - -+ + + + + + + + + + + + + - - - -
2、- - - - - - - - - - - - - -+ + + + + + + + + + + + + 公开使用4两种两种类型的频率加热通常是6至41 MHz通常是915 MHz和2.45 GHz射射频电介质加热微波加微波加热射频发生器电极炉腔微波发生器波导管公开使用5工工业微波加热系统示例公开使用6应用公开使用7射射频电介质加热和微波加热的工业应用干燥干燥 +湿度均匀 +固化焊接 +加热密封加加热 +消毒/杀菌 +食品加工应用行业：塑料塑料 纺织 农业 食品加工食品加工 化学化学公开使用8应用实例传统应用干燥纺织品、木材、沙、陶瓷、纸张上的涂料和油墨、 木材上的饰面板在烹饪之前干燥烘焙食料
3、、达到湿度均衡粘合木材和书本干燥玻璃纤维在制模之前预热热固塑料食品消毒/杀菌焊接2层PVC新新兴应用可再生能源（例如提纯天然气）生物燃料和生物材料（例如藻类）化学工业动物和水产饲料矿物加工干燥金属铸造模具医用 = 请参见FTF会议FTF-MHW-N1999多多样应用： 提高种子繁殖力地毯和地毯背衬干燥 农产品干燥纺织品干燥 盐干燥尼龙绳热定型 加速混凝土固化方块地毯印花 玻璃纤维上的浸润剂干燥烟草干燥 树脂粘接研磨轮的固化羊毛包加热 药用粉末和药丸干燥染料固色 凝胶干燥纺织品的射频热转印 水基胶粘剂干燥皮革干燥 合成纤维干燥纺织品粘合 砂芯干燥木材和木板干燥 层压柔性聚碳酸酯板纤维板制造 汽车
4、PVC内饰焊接包装箱纸板上的粘合剂干燥 相机包焊接纸张除湿 将金属侧面插入眼镜框火柴盒刮擦边缘干燥 土豆片干燥水基印刷油墨干燥 火腿、蜂蜜、软饮料的杀菌橡胶预热 牛奶杀菌PVC板的固化和预热 改良面粉救生衣和救生筏的制造 面食干燥热固塑料的预热 消灭寄生虫PVC的焊接和压花 饼干和早餐谷类食品的后期烘焙混凝土开裂 调料包干燥沥青路修补 咖啡烘焙资料来源：工业中的射频电介质加热，美国电力研究所(EPRI)， 1987年3月公开使用9哪些哪些频率公开使用10材料特性材料特性每种材料产生热量的能力通过其电介质损耗系数来定义。 这是利用射频对材料进行加热难易程度的衡量指标。聚四氟乙烯等材料不易加热（损
5、耗系数低）木材、橡胶、乙烯基、塑料、纺织品的加热特性良好含水的材料可快速加热对于低损耗系数材料，应该使用较高的频率产品中产生的热量取决于以下因素：功率、产品的尺寸、材料的电介质损耗系数、频率。材料材料损耗系数水12饲料玉米0.875酚醛树脂0.320干木材0.150纸张0.057硅砂0.020硅石、玻璃0.002聚四氟乙烯0.001每种材料都有一个适合加每种材料都有一个适合加热的特定理想频率资料来源：新鲜食品处理：对流变学特性和功能特性的影响 由Jasim Ahmed、Hosahalli S. Ramaswamy、Stefan Kasapis、Joyce I. Boye编辑公开使用11ISM频
6、率ISM频段地区地区波波长类型6.78 MHz* (6.78 MHz 15kHz)视国家/地区而定44米/48码射频加热 （也称为电介质加热）13.56 MHz (13.56 MHz 15kHz)全球22米/24码27 MHz (27.12 MHz 163 kHz)全球11米/12码41 MHz (40.68 MHz 20 kHz)全球7米/8码434 MHz* (433.92 MHz 870 kHz)欧洲、中东和非洲地区69厘米/2.25英尺915 MHz (902-928 MHz)美洲33厘米/1英尺微波加热2.45 GHz (2400-2500 MHz)全球12厘米/4.8英寸5.8 G
7、Hz、24 GHz、61 GHz*、 122 GHz*、245 GHz*2 - 0.05英寸*：需要特别授权的频段最常用 频段工业、科学和医疗(ISM)频段是国际上专为除电信之外的工业、科学和医疗用途的射频能量使用保留的 频段。 未经授权许可的无线电操作通常被允许使用这些频段。不需要政府许可。公开使用12射射频加热相对于 其他加其他加热技术的优势公开使用13射射频加热相相对于传统加热的的优势1.由于热量在内部产生，射频加热可以缩短 加热时间（速度加快2-20倍倍）2.缩短在高热下的暴露时间，从而减少材料损坏（特别是在食品处理中，射频不会降低食品的 营养质量）；均匀的加热/干燥可以消除表面开裂的
8、风险（水首先变热，从而让湿度变得均匀）3.射频不会对周边空气加热，从而简化了传热系统； 这样可将分批操作变成连续的流程，并且减少占用的地面空间（传统加热炉尺寸的1/5至1/8）4.温度和湿度传感器实现了对加热能源的更高可控制性上述几点优势可以降低维护成本，节省能源例如：将棉花从55%的湿度干燥至9%的湿度：电介质加热需要的能量比新鲜空气干燥少57%，比加压空气干燥少23%公开使用14固固态的优势公开使用15晶体管晶体管相相对于真空管的优势 总结1. 精确控制精确控制2. 简单易用3. 可靠性可靠性4. 尺寸和重量尺寸和重量公开使用161. 精确控制精确控制磁控管磁控管 固固态时间提供的功率提供
9、的功率0%20%40%60%80%100%示例：示例：仅需30%的功率的功率5ms0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%0%50%100% Required PowerDelivered PowerMagnetron Solid State 低成本磁控管只能打开或关闭 高端磁控管：只能控制超过最大值60%的输出功率 使用晶体管，通过控制射频输入、栅极和漏极电压或通过射频脉冲， 可将功率设定为低于1%到100%的任何水平 磁控管平均输出功率通过开/关工作周期管理 低功率下的低效率（开/关时间 = 5 ms）在整个在整个动态范围内实现精确的功率控制功率控制需要的功率需要
10、的功率提供的功率提供的功率提供的功率提供的功率公开使用171. 精确控制精确控制频率灵活性实现更好的能量传输： -在加在加热之前调节以适应负载 -动态频率扫描以重新分布热点和冷点2400 MHz2420 MHz2440 MHz2460 MHz2480 MHz2500 MHz波导管馈入非谐振矩形腔体的电磁仿真。公开使用182. 简单易用快速响应功率需求变化（通过功率控制或频移）瞬间启动：没有预热或冷却延迟使用可靠、紧凑、高效的切换模式电源低压电源实现更出色安全性：915 MHz：50 V和20,000 V 2.45 GHz：32 V和4,000-6,000 V轻松集成和模块化没有复杂的电机控制和
11、序列对振动不敏感公开使用193. 可靠性可靠性晶体管确保射频加热系统始始终处于工作状态，从而显著减少生产停机时间高端915 MHz磁控管的生命周期为2000-6000小时（如果全天24小时工作，则为80天 8个月）高端2.45 GHz磁控管的生命周期为600-2000小时（25天 3个月）磁控管很难进行故障排除和维护，需要中断生产线几小时或几天晶体管生命周期(MTTF)为100年晶体管不会随着时间推移出现性能下降晶体管具有抗故障抗故障能力冗余支持热插拨，而只对工作产生很小的影响 （系统将继续在降低的功率下运行）公开使用204. 尺寸和重量尺寸和重量示例：恩智浦3级参考设计托盘： 2” x 3”
12、 (5 x 7.6 cm) 915 MHz晶体管射频发生器的尺寸和重量 仅为磁控管发生器的一半公开使用21晶体管晶体管相相对于真空管的优势（重申）1. 精确控制精确控制2. 简单易用3. 可靠性可靠性4. 尺寸和重量尺寸和重量公开使用22恩智浦工恩智浦工业射频加热 解决方案解决方案公开使用23面向面向ISM应用的恩智浦射频功率产品组合 概述概述50 V50 V2450 MHz1500 W1500350 W915 130032 V300 W公开使用24针对每个频段的最高输出功率晶体管1-500 MHz MRF1K50H 1500 W 80%的效率915 MHz MRF8VP13350N 350
13、W 67%的效率2.45 GHz MRF24300N 300 W 60%的效率公开使用25可用参考可用参考电路ISM 频段参考参考电路晶体管Pout (W)Eff (%)增益(dB)13 MHzMRFE6VP61K25H13507523.5MRFE6VP6300H300803627 MHzMRFE6VP61K25H1200812740 MHzMRFE6VP61K25H13008526MRFE6VP6300H3508523MRFE6VP5150N1808225915 MHzMRF8VP13350N35055212.45 GHzMRF24300N3006015MRF7S24250N2505515M
14、RF7S24250N 3级25051以上44即将推出：MRF1K50H公开使用27版权声明恩智浦、恩智浦徽标、恩智浦“智慧生活，安全连结”、CoolFlux、EMBRACE、GREENCHIP、HITAG、I2C BUS、ICODE、JCOP、LIFE VIBES、MIFARE、MIFARE Classic、MIFARE DESFire、 MIFARE Plus、MIFARE FleX、MANTIS、MIFARE ULTRALIGHT、MIFARE4MOBILE、MIGLO、NTAG、ROADLINK、SMARTLX、SMARTMX、STARPLUG、TOPFET、TrenchMOS、UCOD
15、E、 飞思卡尔、飞思卡尔徽标、AltiVec、C 5、CodeTEST、CodeWarrior、ColdFire、ColdFire+、C Ware、高能效解决方案徽标、Kinetis、Layerscape、MagniV、mobileGT、PEG、PowerQUICC、Processor Expert、QorIQ、QorIQ Qonverge、Ready Play、SafeAssure、SafeAssure徽标、StarCore、Symphony、VortiQa、Vybrid、Airfast、BeeKit、BeeStack、CoreNet、Flexis、MXC、Platform in a Pac
16、kage、 QUICC Engine、SMARTMOS、Tower、TurboLink和UMEMS是NXP B.V.的商标。所有其他产品或服务名称均为其各自所有者的财产。ARM、AMBA、ARM Powered、Artisan、Cortex、Jazelle、Keil、 SecurCore、Thumb、TrustZone和Vision是ARM Limited（或其子公司）在欧盟和/或其他地区的注册商标。ARM7、ARM9、ARM11、big.LITTLE、CoreLink、CoreSight、DesignStart、Mali、mbed、 NEON、POP、Sensinode、Socrates、ULINK和Versatile是ARM Limited（或其子公司）在欧盟和/或其他地区的商标。保留所有权利。Oracle和Java是Oracle和/或其关联公司的注册商标。Power Architecture和Power.org文字标记、Powe
