日常生活中的射頻能量第1部分：固態(tài)烹飪

從研發(fā)到商業(yè)部署的氮化鎵(GaN)是當(dāng)今影響微波和射頻(RF)行業(yè)的單一最大的技術(shù)中斷。氮化鎵已經(jīng)在眾多射頻應(yīng)用中對(duì)系統(tǒng)性能，尺寸和重量產(chǎn)生了明顯和深遠(yuǎn)的影響，并且使傳統(tǒng)半導(dǎo)體技術(shù)所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)級(jí)解決方案成為可能，其市場(chǎng)潛力才剛剛開(kāi)始實(shí)現(xiàn)。

GaN性能與硅片成本結(jié)構(gòu)的交匯將加速整個(gè)射頻領(lǐng)域的創(chuàng)新，開(kāi)啟巨大的新市場(chǎng)機(jī)會(huì)。其中最主要的是射頻能源應(yīng)用，它使用受控的電磁輻射加熱物品或驅(qū)動(dòng)各種工藝。今天，磁控管通常會(huì)產(chǎn)生這種能量。明天，它將由全固態(tài)RF半導(dǎo)體鏈路產(chǎn)生。

那么什么是“射頻能量”?這是當(dāng)今射頻和微波行業(yè)的一個(gè)流行語(yǔ)，通常與“固態(tài)烹飪”，“加熱解決方案”或“磁控管更換”一起提到。

射頻能量應(yīng)用使用受控電磁輻射來(lái)為不同的過(guò)程提供動(dòng)力，用更有效的解決方案取代目前常用的磁控管。射頻能量擁有“前所未有的控制范圍，甚至能量分配，并快速適應(yīng)不斷變化的負(fù)載條件”(RF能源聯(lián)盟)。這項(xiàng)技術(shù)具有無(wú)限的潛力，到2020年，其市場(chǎng)預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)到14億美元(SunTrust)。

RF能量的一個(gè)主要目標(biāo)應(yīng)用是傳統(tǒng)的微波爐，如今由磁控管供電，高壓真空管主要與磁場(chǎng)相互作用的電子。磁控管具有簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)功能，可控制放入烤箱的能量，平均壽命為500至1000小時(shí)。目前，標(biāo)準(zhǔn)連鎖餐廳使用磁控管供電的微波加熱顧客的食物，考慮到每天準(zhǔn)備的餐具數(shù)量，磁控管微波的壽命非常有限。

使用射頻晶體管，微波烹飪可以徹底改變。射頻晶體管產(chǎn)生超高精度，受控的能量場(chǎng)，對(duì)控制器的反應(yīng)非常敏感，從而實(shí)現(xiàn)射頻能量的最佳和精確的使用和分配。固態(tài)射頻能量通過(guò)替代解決方案(包括低電壓驅(qū)動(dòng)，高效率，半導(dǎo)體型可靠性，更小的外形尺寸和固態(tài)電子設(shè)備占用空間)提供了無(wú)法提供的優(yōu)勢(shì)。也許最引人注目的好處是這種技術(shù)所帶來(lái)的功率敏捷性和超高精度，產(chǎn)生均勻的能量分布，前所未有的過(guò)程控制范圍以及快速適應(yīng)不斷變化的負(fù)載條件。此外，固態(tài)射頻晶體管很容易使用壽命超過(guò)10年。

實(shí)質(zhì)上，這意味著通過(guò)使用RF能量代替磁控管，我們可以在微波爐中實(shí)現(xiàn)固態(tài)，高度可控的烹飪。微波爐內(nèi)的旋轉(zhuǎn)盤(pán)不需要均勻分配熱量。相反，微波爐可以通過(guò)程序設(shè)定以不同能量的特定區(qū)域，最終產(chǎn)生更徹底，更高效的烹飪(在這里觀看視頻)。

因此，例如，正在準(zhǔn)備的一道菜將不再需要過(guò)度烹飪以加熱經(jīng)常難以捉摸的冷卻中心，導(dǎo)致燒焦的邊緣 - 射頻能量能夠精確控制和監(jiān)測(cè)功率分布，提供均勻加熱的碟子。最近，MACOM在我們的300W射頻晶體管的固態(tài)爐中展示了這一點(diǎn)(請(qǐng)看這里的視頻)。

像MACOM這樣的公司正在與RF能源聯(lián)盟合作開(kāi)發(fā)新的RF能源解決方案來(lái)支持這個(gè)快速發(fā)展的市場(chǎng)。 MACOM的硅上氮化鎵技術(shù)以硅片成本結(jié)構(gòu)提供GaN效率的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，非常適合使市場(chǎng)范圍內(nèi)的磁控管更換成為現(xiàn)實(shí)，并提供顯著延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命，恒定輸出功率和區(qū)域可控制加熱的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。預(yù)計(jì)基于GaN的微波爐壽命比當(dāng)前的磁控管型號(hào)提高10倍。

簡(jiǎn)而言之，隨著當(dāng)今技術(shù)的進(jìn)步，RF行業(yè)正在為世界各地的商業(yè)餐廳和消費(fèi)者提供更先進(jìn)，更智能的廚房。這當(dāng)然只是一個(gè)例子!在我們的博客系列中，MACOM將突出RF能源市場(chǎng)對(duì)于當(dāng)代和后代的各種應(yīng)用和巨大的潛力。