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標題: 微波的發展：從磁控管到固態能量 [打印本頁]

作者: 繁華笙歌 時間: 2017-12-14 14:48
標題: 微波的發展：從磁控管到固態能量
2017年是微波爐發明成功的五十周年。如今，微波爐已成為世界各地的家庭中不可或缺的家電，它改變了我們烹飪和制作食物的方式。然而，技術每天都在不斷進步和發展，一種全新且經過改進的微波技術比您想象地更接近。

開始

微波爐最初在1945年發明，當時，Raytheon公司一位自學成才的工程師Percy Spencer發現，有源雷達裝置發射出的微波可將她口袋中的糖塊熔化掉。此后，她開始嘗試利用雷達來制作爆米花和煮雞蛋，進而將高密度電磁場發生器連接到封閉的金屬盒子，并在盒子內測試不同食物。1945年Raytheon就Spencer的發明申請了專利，并在1947年向公眾發布了第一款微波爐（當時被稱為雷達爐）。此設備距離地面超過5英尺，重達750磅，成本超過5,000美元，使用功率為3 KW，幾乎是當今典型家用微波爐的三倍。直到二十年前后，經濟實惠的微波爐才問世。

微波爐內部

第一款微波爐通過將微波輻射傳送到食物內來加熱烹飪食物。這些微波由磁控管和高功率真空管驅動，通過磁場中相互作用的電子產生能量。當磁控管穿透物體時，電偶極子的分子將發生旋轉并互相碰撞，并試圖與交變電場對準，從而產生熱量。鹽液中電偶極子分子的反應最劇烈，因此被加熱最多，這就是典型的由磁控管驅動的微波可能制作出冷熱不均的食物的主要原因之一。

烹飪的未來

盡管微波技術在過去50年中的發展態勢喜人，但磁控管在微波領域的應用一直未曾改進。如今，在射頻能量聯盟（RFEA）和MACOM硅基氮化鎵（GaN-on-Si）研究人員的努力下，微波技術取得了新發展，最新微波技術對傳統微波技術發起了挑戰—由固態射頻能量驅動的現代化微波爐，能夠更精確和準確地加熱和烹飪。射頻能量使用精密控制的電磁能量來加熱物品，擁有“前所未有的控制范圍、均勻的能量分布和快速適應變化的負載條件”等特性（射頻能量聯盟），可輕松為各種不同過程提供能量，最典型的就是烹飪和加熱應用。

固態射頻晶體管能夠產生超精確、可控且響應迅速的能量場，使射頻能量能夠精確、合理地分布，從而按照精確規范將食物加熱到理想狀態。例如，在小分量的典型烹飪食譜中，MACOM的硅基氮化鎵300W晶體管可在2.45 GHz的工作頻率下提供高達80%以上的能量效率。盡管磁控式微波爐的平均壽命為500至1,000小時，但隨著全新固態射頻能量晶體管的推出，其平均壽命有望超過10年，過度烹飪和冷熱不均可能即將成為歷史。

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