柏明

四川九洲電器集團有限責任公司 四川綿陽 621000

微波加熱方式可同時加熱物料的表里，而不完全依靠傳統(tǒng)的熱傳導加熱的過程，因此可以在很短的時間內達到均勻加熱的效果。微波加熱方式相比于傳統(tǒng)加熱方式具有很多優(yōu)勢，如加熱速度快、加熱均勻，所需時間短，節(jié)省能源等特點。使用開關電源可以大大提高電源效率的同時使得設備質輕體小。

1 QFD

1.1 QFD的原理

QFD可將顧客的需求轉化成代用質量特性，進而確定產品的設計質量，再將這些設計質量系統(tǒng)地展開到各個功能部件的質量、零件的質量或服務項目的質量上，以及制造工序各要素或服務過程各要素的相互關系上，使產品或服務事前就完成質量保證，符合顧客要求。

1.2 HOQ繪制

在應用QFD方法時，要先建立各階段的HOQ。HOQ繪制過程首先要制作要求質量展開表，制作過程如圖1所示。

圖1 要求質量展開表的制作過程

將要求質量變換為質量特性的過程，是完成用戶的語言向技術世界語言轉化的過程。利用QFD-desinger進行QFD輔助設計，就得到產品的功能與質量要素的HOQ，如圖2所示。

圖2 產品設計HOQ

2 微波電源系統(tǒng)

微波電源是整個微波反應器的核心部件。近年來，隨著微波技術應用范圍擴大，傳統(tǒng)微波電源缺點逐漸顯露，微波開關電源因其體積小、可靠性高、方便維修等特點，逐漸取代了傳統(tǒng)微波電源[1]。

2.1 傳統(tǒng)微波電源

傳統(tǒng)微波電源存在體積大、可靠性低等缺點，它主要是由二極管、電容器、燈絲變壓器和高壓變壓器等組成。磁控管的正常工作需要為陽極提供直流高壓，陽極電源由變壓器與電容串聯(lián)，使其在正常的線電壓變化范圍內，能給磁控管提供電流，其主要原理如圖3所示。圖3（a）是半波整流電路，磁控管是以脈動形式工作的，在某一半周工作，而在另一半周則關斷截止。圖3（b）是全波整流電路，在第一半周電容C1通過二極管D1充電，在另一半周電容C2通過二極管D2充電，最終加到磁控管的電壓是C1和C2串聯(lián)的電壓。

圖3 控制電路原理圖

2.2 微波開關電源

隨著電子技術的發(fā)展，為提升供電過程效率，逐漸采用微波開關電源替代傳統(tǒng)電源方式供電。新型微波開關電源包含燈絲電源、陽極電源、供電電源等，其工作過程能夠提供恒定的陽極功率，保證磁控管工作過程穩(wěn)定輸出，而且燈絲電源提供陽極控制保護、能夠實現(xiàn)外部故障連鎖；保障電源正常運行，使得可靠性大大提高。微波開關電源電路圖如圖4所示。微波開關電源由于沒有工頻變壓器，所以體積和重量只有傳統(tǒng)電源的20%-30%，這樣就為設備設計提供了有利條件，促進設備整體方案的優(yōu)化、元器件的集成；電源功率晶體管工作在開關狀態(tài)，所以晶體管上的功耗小，轉化率高。試驗檢測開關電源轉化效率一般為60%-70%，而傳統(tǒng)微波電源只有30%-40%。

3 QFD在微波電源設計中的運用

3.1 質量特性展開表制作

質量展開表的制作同樣是先通過對質量特性親和圖整理來實現(xiàn)，微波電源質量特性親和圖如圖4所示。

圖4 微波電源系統(tǒng)質量特性表親和圖

3.2 微波電源系統(tǒng)HOQ繪制

根據(jù)上述制作的要求質量表和質量特性表，得到微波電源系統(tǒng)功能與質量要素的HOQ，如圖5所示。其中屋頂部分表示的是質量特性之間的相關關系，即正相關（有益的變化），用（+）表示；不相關；負相關（有害的變化），用（-）表示。

從圖5可以看到，微波電源設計主要考慮體積和轉化效率，它們的重要度明顯高于質量特性的其他項，其重要度分別為106、98，其相對重要度均為11%、10%，此外材質、零件尺寸也比較重要。另外，HOQ還反饋給用戶設計矛盾沖突，例如體積與維護的矛盾關系等。

圖5 微波電源系統(tǒng)的HOQ

4 結語

質量機能展開（QFD）是把顧客或市場的要求轉化為設計要求、零部件特性、工藝要求、生產要求的多層次演繹分析方法。本文通過介紹傳統(tǒng)微波電源和微波開關電源，分析得到微波開關電源在體積、轉化效率上的優(yōu)勢，最后結合QFD，構建設計質量屋，明確主要設計任務，得到設計重點與分析結論相吻合。結果表明，QFD的運用可以為微波電源設計過程提供新方法和新思路。