雖然我們大多數(shù)人聯(lián)想到收音機(jī)，數(shù)據(jù)鏈和通信的圖像時(shí)，我們想到的射頻，有射頻設(shè)計(jì)工程師，他們的工作無關(guān)，與通信的整個(gè)亞文化。相反，這些工程師使用的射頻加熱，焊接和密封金屬物體。大家可能比較熟悉的例子是感應(yīng)式灶臺(tái)即熱金屬鍋碗瓢盆而表面保持涼爽。

電磁感應(yīng)使用了被驅(qū)動(dòng)與射頻導(dǎo)致誘導(dǎo)中靠近RF場(chǎng)中的金屬的渦流的電阻加熱效果的感應(yīng)線圈。這些金屬，被稱為感受器，吸收這種熱量，可熱傳導(dǎo)到一個(gè)更大的面積或體積(像液體加熱器的應(yīng)用程序)，或?qū)е氯刍?，熔化或焊接效率很低。有沒有爆炸性氣體，煙霧或化學(xué)品，使這個(gè)過程非常適用于工廠，自動(dòng)化機(jī)械系。

25毫米金屬條制成的圖像紅熱

圖1：留出25 mm的金屬條可以用熱15千瓦的射頻能量在450千赫進(jìn)行紅色。

本文著眼于感應(yīng)加熱使用RF能量，并討論了設(shè)計(jì)方案和應(yīng)用這種技術(shù)可以使用。所有部件，數(shù)據(jù)表，教程和開發(fā)此處引用套件可在網(wǎng)上Digi-Key的網(wǎng)站上找到。

不只是做飯

幾十年來，感應(yīng)加熱已被用于工廠車間用于密封和金屬容器的包裝。早期的專利附圖示出如何相對(duì)較少的部件可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)有效的解決方案(圖2)。相比較而言，它只是到了最近的感應(yīng)加熱烹調(diào)已經(jīng)提供對(duì)中期和低成本的烹飪表面。這已經(jīng)電感然而，我們都已經(jīng)使用的產(chǎn)品熱封。我們都熟悉的食品罐頭需要一個(gè)開門紅，打破真空密封。如果你仔細(xì)看這些罐的頂部，你會(huì)看到蓋焊接到罐;專用機(jī)采用高功率RF驅(qū)動(dòng)的特制感應(yīng)爐熔化的蓋，罐快速，可靠，反反復(fù)復(fù)。

感應(yīng)焊接加熱專利繪制的圖像

圖2：此早期專利圖示出如何相對(duì)較少的部件，需要使感應(yīng)焊接和加熱系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)的最苛刻的部分是該組合物和RF傳遞線圈的尺寸。

人們甚至可以找到簡單的，自由的，公共領(lǐng)域現(xiàn)有的教育和業(yè)余愛好者使用的DIY設(shè)計(jì)。簡化原理圖(圖3，左)為證據(jù)充分的設(shè)計(jì)(圖3右)顯示一個(gè)相對(duì)安全的陶瓷保護(hù)領(lǐng)域的加熱器可以build1中。

簡化原理圖(左)為充分證明設(shè)計(jì)的圖像(右)

圖3：教育套件和圖表都是現(xiàn)成的網(wǎng)絡(luò)，可以讓你開始用自己的感應(yīng)加熱設(shè)計(jì)。簡化原理圖(左)為證據(jù)充分的設(shè)計(jì)(右)顯示一個(gè)相對(duì)安全的陶瓷保護(hù)領(lǐng)域的加熱器，你可以建立。[!--empirenews.page--]

感應(yīng)加熱不只是在金屬焊接使用。它也可以用于強(qiáng)化或加強(qiáng)通過退火金屬或熱氣體進(jìn)入等離子體為先進(jìn)的化學(xué)反應(yīng)和研究。在所有的情況下，高功率RF場(chǎng)需要和這些設(shè)計(jì)包括專門離散的，以及活性，組分。即使連接器必須仔細(xì)檢查，以確保它們傳遞能量，而不是吸收它。

設(shè)計(jì)高功率射頻感應(yīng)加熱

射頻感應(yīng)加熱基本有源和無源部件需要能夠處理大量的功率，并且它們必須被散熱器，它的熱傳導(dǎo)表面。液體冷卻可能要求為好，也就是說即使該組件的外殼和身體可能需要是熱傳導(dǎo)到一個(gè)高度。簡要千甲當(dāng)前突發(fā)，例如，即使是通過0.01歐姆電阻將需要消散萬瓦的功率，而電流流過。

一些合適的電阻器制造商，如AVX，商Bourns，和TE連接提供了相當(dāng)不錯(cuò)的大功率和良好散熱器，它的電阻。這些通常將用在底盤安裝配置，以允許熱排氣和傳輸。

例如，一起來看看在商Bourns 50歐姆機(jī)箱安裝CHF190104CBF500L 800 W的電阻(圖4)。五十歐姆是一個(gè)神奇的甜蜜點(diǎn)RF匹配，高效的動(dòng)力傳輸和使用，無論傳輸線和天線大多是由投其所好到50歐姆的阻抗。

商Bourns 50歐姆的圖像底盤貼裝電阻為800 W的設(shè)計(jì)

圖4：50歐姆底盤貼裝電阻為800 W的設(shè)計(jì)允許最大功率傳輸?shù)纳漕l傳輸線的特性。

作為對(duì)供應(yīng)商的CHF射頻功率系列的一部分，它的特點(diǎn)是從0到1 GHz操作具有非常低(1.2)電壓駐波比(VSWR)，以最小化反射的信號(hào)和不必要的加熱。

可其他的值，如12.5，25和100歐姆。注意所選擇的值是如何可以把串聯(lián)和并聯(lián)，同時(shí)散發(fā)的熱量，以創(chuàng)造更高的功率水平。 1000瓦的版本，商Bourns CHF190104KBF500L，也可

高功率射頻電容器并不常見電阻器，晶體管和電感器，特別是當(dāng)它涉及到射頻感應(yīng)技術(shù)。在大多數(shù)情況下，series'ed和并聯(lián)陣列可能需要專門為一個(gè)設(shè)計(jì)而成。

這里重要的是保持等效串聯(lián)電阻和等效串聯(lián)電感低。由于潛在的高電流，IIR加熱是一個(gè)問題，甚至是相當(dāng)高的，高溫陶瓷電容器可迅速降解。

你不想使用電解或鉭電容器用于這些應(yīng)用。這兩種類型的不喜歡過應(yīng)力和災(zāi)難性故障時(shí)可實(shí)際發(fā)生爆炸猛烈。高電壓版本的陶瓷電容可能是最好用，即使電壓并不高。有了感性負(fù)載，非常高的水平尖峰和浪涌可以在緊密間隔的陶瓷電容弧。年紀(jì)大了，高壓電容器聚酯薄膜和聚苯乙烯可以提供良好的耐老化性能和嚴(yán)格的公差，并能幫助消除電弧，因?yàn)檫@些技術(shù)比表面貼裝陶瓷大。

使連接

設(shè)計(jì)被設(shè)計(jì)成加熱金屬高功率RF鏈接時(shí)，連接器可以具有十分重要的意義。畢竟，連接器使用的金屬，留給我們一個(gè)難題：金屬做一個(gè)好盾牌和射頻連接器，如BNC，F(xiàn)型，MCX，SMA，和其他人使用的金屬外殼與屏蔽的利益阻抗控制的一部分。

但是，這些相對(duì)小尺寸的連接器沒有太多總表面積和散熱可能是一個(gè)問題。這意味著，當(dāng)需要高功率鏈路，小型和低成本的連接器是不適合的。

一旦你這樣做的工程，你可以使自己的實(shí)體是正確的構(gòu)圖，造型，以及有效的耦合密度。對(duì)于中等功率，預(yù)最終放大級(jí)，老式和較大的射頻連接器，如舊UHF和N型，可以是最好的。

底盤貼裝部件，如腰帶26-8011有很多熱物質(zhì)和使成固體底盤和/或散熱片(圖5)具有良好的熱連接。他們的特點(diǎn)是在50歐姆，用摩擦相關(guān)的聯(lián)鎖可靠的螺絲接觸代替。這可以使他們?cè)谡饎?dòng)和沖擊的存在更安全。

阻抗控制的射頻連接器圖片

圖5：用大量的熱質(zhì)量，可以有效地將熱量傳遞到機(jī)箱或散熱器的阻抗控制的射頻連接器是用于中等功率水平是有用的?？赡苄枰ㄖ频慕鉀Q方案非常大功率的最后階段，最終的功率放大后。

配合電纜的RG-8，213，58，和59，例如，使用公插頭還與很多熱質(zhì)量。黃銅和鎳涂層應(yīng)該足以滿足大多數(shù)應(yīng)用高達(dá)500兆赫。

功率晶體管

很少管設(shè)計(jì)正在發(fā)生和高壓大功率半導(dǎo)體技術(shù)的蓬勃發(fā)展，許多美好的半導(dǎo)體器件已準(zhǔn)備好處理的射頻功率相當(dāng)不錯(cuò)的金額。

雖然在多數(shù)情況下，頻率也不會(huì)那么高，載流容量和電壓的可能。在大多數(shù)情況下，場(chǎng)效應(yīng)管技術(shù)是最好的，因?yàn)樗梢杂盟鼣y帶非常低的RDS(ON)規(guī)格，而這樣做的切換做好。必須小心，以保護(hù)FET的從過應(yīng)力由于薄氧化物層在柵極可能破裂。

像NXP BLF578,112部件的位置不錯(cuò)的選擇(圖6)。這LDMOS RF FET可處理多達(dá)88條的速度高達(dá)108 MHz和實(shí)現(xiàn)1000 W的輸出電平。注意陶瓷封裝具有較大的熱容量和散熱片。同時(shí)還提供了BLF178P，112，配置為半橋雙版本。

NXP BLF578,112的圖像

圖6：所有的高功率組件，可能需要散熱和冷卻，但要小心：如果案件和熱安裝非電隔離，他們可能有不同的電壓，并且不能安裝到公共導(dǎo)體。

評(píng)估您的需求

最終，這將是要焊接或退火，這將決定您需要的最佳頻率選擇(頻率或混合)材料的種類。更重要的是，這將是你的愿望來加熱或焊接，將決定的功率水平將需要的體積和截面面積。

除了烹飪和焊接，也有該技術(shù)的要求不高用途。例如，一金屬編織，可以使用在TFT顯示器，以允許精確和有效的加熱控制，使得一個(gè)顯示在-50℃下操作。與往常一樣，知道射頻技術(shù)和部件的能力，你將需要實(shí)現(xiàn)這些和其他的應(yīng)用是成功的一半。