MACOM公司供稿
能夠生成和放大射頻信號早已屢見不鮮 - 但固態(tài)射頻能量在數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用之外也擁有巨大的潛力。隨著MACOM等公司以及射頻能量聯(lián)盟(RFEA)這樣的合作組織不斷開拓和發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)，固態(tài)射頻能量現(xiàn)已能夠?qū)崿F(xiàn)比傳統(tǒng)技術(shù)更高的效率和更優(yōu)的控制，其在大眾市場應(yīng)用中的全部潛力正在逐漸被發(fā)掘。 微波烹飪是一種已經(jīng)通過固態(tài)射頻能量進(jìn)行充分改良的應(yīng)用，能夠?yàn)槟峁└】档娘嬍澈褪謴V泛的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。固態(tài)射頻能量晶體管可產(chǎn)生超精確的受控能量場，對控制器的響應(yīng)極為靈敏，從而保證射頻能量使用和分配的最優(yōu)性和精確性。這可以實(shí)現(xiàn)替代解決方案無法提供的優(yōu)勢，包括低電壓驅(qū)動、高效率、半導(dǎo)體類型可靠性、更小的外形尺寸和固態(tài)電子封裝。最引人注目的優(yōu)勢可能是這項(xiàng)技術(shù)支持功率捷變和超高精度，能夠?qū)崿F(xiàn)均勻的能量分配、前所未有的過程控制范圍且能夠快速適應(yīng)不斷變化的負(fù)載條件，更重要的是使用壽命超過10年。 打造更健康的飲食 精準(zhǔn)的溫度控制對于在加熱/烹飪過程中保持食物的必要營養(yǎng)至關(guān)重要。利用固態(tài)功率放大器的微波爐能夠精確控制定向能量，有助于保持食物營養(yǎng)的完整性，并可防止因冷熱不均而影響用餐體驗(yàn)。 由于當(dāng)今基于磁控管的微波爐不能應(yīng)對烹飪時被食物吸收或反射的能量，因此它們依賴于由腔體底部的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤提供輔助的開環(huán)平均加熱。這種不精確的能量輸送通常會導(dǎo)致過度烹飪和冷熱不均，從而降低食物的營養(yǎng)價值。 使用多個固態(tài)功率放大器和具有閉環(huán)反饋的天線來進(jìn)行調(diào)整以實(shí)現(xiàn)精確的能量吸收，這可將能量以一種受控的方式更精確地輸送到所需位置，從而確保最佳溫度控制。現(xiàn)代基于磁控管技術(shù)的微波爐通常采用濕度傳感器這一間接測量模式來測量烹飪腔中的濕度，與此不同的是，固態(tài)微波爐在烹飪時測量食物本身的特性，并進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。這有助于保留食物中的營養(yǎng)、水分和美味。 經(jīng)濟(jì)影響 固態(tài)微波加熱的應(yīng)用預(yù)計將從工業(yè)和商業(yè)烹飪市場開始，雖然在成本方面會有所提高，但這些系統(tǒng)將帶來可觀的商業(yè)價值。這將為客戶帶來巨大優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在系統(tǒng)可靠性、食品加工速度和效率方面。 在系統(tǒng)可靠性方面，固態(tài)射頻晶體管的壽命為典型磁控管的10倍 - 這是全天候生產(chǎn)環(huán)境中的主要優(yōu)勢，在這種環(huán)境下，頻繁發(fā)生的磁控管故障會降低生產(chǎn)速度并需要大量昂貴的維修呼叫。去掉基于磁控管的微波爐常見的旋轉(zhuǎn)盤片后，由于經(jīng)常發(fā)生故障的機(jī)械運(yùn)動部件減少，因此可進(jìn)一步提高系統(tǒng)可靠性。 由于固態(tài)微波爐能夠以比基于磁控管的系統(tǒng)更快的速度加熱和烹飪食物，因此可提高食物加工速度和效率，而這一切均歸功于固態(tài)射頻能量，該技術(shù)能夠適應(yīng)不斷變化的食物電介質(zhì)，支持快速能量傳輸。固態(tài)射頻技術(shù)對于食品解凍過程特別有價值，使食品能夠比現(xiàn)在更快更均勻地解凍，而不會導(dǎo)致食物變干或損壞。 隨著在基于固態(tài)氮化鎵的射頻技術(shù)方面不斷創(chuàng)新以及對成本結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，這種技術(shù)有望走進(jìn)消費(fèi)者的廚房，并有可能顛覆對現(xiàn)代微波爐的認(rèn)知。其價值不再是簡單的加熱設(shè)備，而是演變?yōu)槟軌蛞詿o與倫比的效率和經(jīng)濟(jì)高效的方式烹飪出更健康、更多元化的美食的設(shè)備。 成熟的技術(shù) 這種革命性的烹飪技術(shù)已成功進(jìn)行了演示。在IMS 2016上，MACOM通過使用300 W射頻晶體管的固態(tài)烤箱來烤制松餅，成功演示了該項(xiàng)技術(shù)。第二年，在IMS 2017上，MACOM宣布推出射頻能量工具包，旨在通過更輕松地微調(diào)射頻能量輸出大小來最大限度地提高效率和性能，從而加快客戶的上市速度。 今年早些時候，在IMS 2018上，MACOM通過成功烹飪傳統(tǒng)的日本溫泉蛋演示了基于硅基氮化鎵的固態(tài)射頻能量的可控性。而在日本，這道菜的傳統(tǒng)做法是使用繩網(wǎng)將雞蛋放入70°C的溫泉水中慢煮30-40分鐘，使蛋黃和蛋白在不同溫度下固化，最終烹飪出一道口感獨(dú)特的溫泉蛋，外層蛋白如奶油般綿軟，內(nèi)層蛋黃則凝固成型。憑借固態(tài)射頻能量的可控性，MACOM僅用6-8分鐘便烹飪出這種傳統(tǒng)菜肴，其口感與在溫泉中慢煮相同。
展望未來 與所有新興技術(shù)一樣，射頻能量技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的速度一定程度上取決于能否與協(xié)作行業(yè)建立共同的標(biāo)準(zhǔn)。射頻聯(lián)盟等組織由半導(dǎo)體供應(yīng)商、商用設(shè)備OEM等行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者組成，旨在幫助標(biāo)準(zhǔn)化射頻能量系統(tǒng)組件、模塊和應(yīng)用接口。反過來，這種標(biāo)準(zhǔn)化將有助于降低系統(tǒng)成本、最大限度地降低設(shè)計復(fù)雜性、簡化應(yīng)用集成并促進(jìn)快速市場化（了解有關(guān)MACOM射頻能量工具包的更多信息）。 射頻行業(yè)將為世界各地的商業(yè)餐館和消費(fèi)者提供更先進(jìn)、更智能的廚房作為目標(biāo)，而由于上述領(lǐng)域的不斷進(jìn)步，射頻行業(yè)比以往任何時候都更接這個目標(biāo)。 |
