雖然我們大多數(shù)人聯(lián)想到收音機，數(shù)據(jù)鏈和通信的圖像時，我們想到的射頻，有射頻設計工程師，他們的工作無關，與通信的整個亞文化。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式灶臺即熱金屬鍋碗瓢盆而表面保持涼爽。

電磁感應使用了被驅動與射頻導致誘導中靠近RF場中的金屬的渦流的電阻加熱效果的感應線圈。這些金屬，被稱為感受器，吸收這種熱量，可熱傳導到一個更大的面積或體積(像液體加熱器的應用程序)，或導致熔化，熔化或焊接效率很低。有沒有爆炸性氣體，煙霧或化學品，使這個過程非常適用于工廠，自動化機械系。

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450千赫進行紅色。

本文著眼于感應加熱使用RF能量，并討論了設計方案和應用這種技術可以使用。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較少的部件可以實現(xiàn)一個有效的解決方案(圖2)。相比較而言，它只是到了最近的感應加熱烹調已經(jīng)提供對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)使用的產品熱封。我們都熟悉的食品罐頭需要一個開門紅，打破真空密封。如果你仔細看這些罐的頂部，你會看到蓋焊接到罐;專用機采用高功率RF驅動的特制感應爐熔化的蓋，罐快速，可靠，反反復復。

感應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較少的部件，需要使感應焊接和加熱系統(tǒng)。該設計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，公共領域現(xiàn)有的教育和業(yè)余愛好者使用的DIY設計。簡化原理圖(圖3，左)為證據(jù)充分的設計(圖3右)顯示一個相對安全的陶瓷保護領域的加熱器可以build1中。

簡化原理圖(左)為充分證明設計的圖像(右)

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

感應加熱不只是在金屬焊接使用。它也可以用于強化或加強通過退火金屬或熱氣體進入等離子體為先進的化學反應和研究。在所有的情況下，高功率RF場需要和這些設計包括專門離散的，以及活性，組分。即使連接器必須仔細檢查，以確保它們傳遞能量，而不是吸收它。

設計高功率射頻感應加熱

射頻感應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到一個高度。簡要千甲當前突發(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連接提供了相當不錯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歐姆機箱安裝CHF190104CBF500L 800 W的電阻(圖4)。五十歐姆是一個神奇的甜蜜點RF匹配，高效的動力傳輸和使用，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的設計

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

作為對供應商的CHF射頻功率系列的一部分，它的特點是從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，特別是當它涉及到射頻感應技術。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設計而成。

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加熱是一個問題，甚至是相當高的，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用。這兩種類型的不喜歡過應力和災難性故障時可實際發(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格的公差，并能幫助消除電弧，因為這些技術比表面貼裝陶瓷大。

使連接

設計被設計成加熱金屬高功率RF鏈接時，連接器可以具有十分重要的意義。畢竟，連接器使用的金屬，留給我們一個難題：金屬做一個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，這些相對小尺寸的連接器沒有太多總表面積和散熱可能是一個問題。這意味著，當需要高功率鏈路，小型和低成本的連接器是不適合的。

一旦你這樣做的工程，你可以使自己的實體是正確的構圖，造型，以及有效的耦合密度。對于中等功率，預最終放大級，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。他們的特點是在50歐姆，用摩擦相關的聯(lián)鎖可靠的螺絲接觸代替。這可以使他們在震動和沖擊的存在更安全。

阻抗控制的射頻連接器圖片

圖5：用大量的熱質量，可以有效地將熱量傳遞到機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量。黃銅和鎳涂層應該足以滿足大多數(shù)應用高達500兆赫。

功率晶體管

很少管設計正在發(fā)生和高壓大功率半導體技術的蓬勃發(fā)展，許多美好的半導體器件已準備好處理的射頻功率相當不錯的金額。

雖然在多數(shù)情況下，頻率也不會那么高，載流容量和電壓的可能。在大多數(shù)情況下，場效應管技術是最好的，因為它可以用它攜帶非常低的RDS(ON)規(guī)格，而這樣做的切換做好。必須小心，以保護FET的從過應力由于薄氧化物層在柵極可能破裂。

像NXP BLF578,112部件的位置不錯的選擇(圖6)。這LDMOS RF FET可處理多達88條的速度高達108 MHz和實現(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體。

評估您的需求

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，使得一個顯示在-50℃下操作。與往常一樣，知道射頻技術和部件的能力，你將需要實現(xiàn)這些和其他的應用是成功的一半。