4GHz-2.5GHz，而食物加热所需功率为百瓦量级，并且国家标准规定该频段的微波加热效率需达到56%，而传统的半导体功率源很难达到该标准，因此本实用新型的实施例提出了一种半导体功率源以实现高效率、大功率输出，从而使得微波加热系统的微波加热效率满足要求，其中，微波加热系统可以为微波炉。
[0030]具体而言，在本实用新型的实施例中，控制模块40根据微波加热系统的加热模式对第一微波信号进行控制，功率分配模块20将第一微波信号分配至功率放大模块30的N个放大回路中，N个放大回路中的每个放大回路对分配的第一微波信号进行放大，经合成后输出第二微波信号，以对待加热食物进行加热。由于N个放大回路中至少两个放大回路中的放大器的类型不同，其中一个放大器的类型为AB类或B类，其输入特性为压缩特性，另一个放大器的类型为C类，其输入输出特性为扩张特性，因此通过对第一微波信号的输出功率进行控制，可使不同类型的放大器工作在不同的状态，从而使不同类型的放大器的输出功率不同，以实现半导体功率源的高效率、大功率输出。另外，通过控制第一微波信号的输出功率，可对半导体功率源的输出功率和效率进行调节，以响应微波加热系统的不同加热模式，从而满足实际需求。
[0031]根据本实用新型的一个实施例，N个放大回路中的每个放大回路均包括放大器和与放大器串联的阻抗变换器。其中，阻抗变换器可以为1/4波长的阻抗变换器。
[0032]需要说明的是，阻抗匹配在微波技术中占有重要作用，通过阻抗变换器如1/4波长的阻抗变换器可实现放大器与负载如天线之间的阻抗匹配，从而减少传输损耗，提高传输效率，以使放大器的输出功率完全送至负载。另外，为了使功率放大模块30中的N个放大回路输出的微波信号相位一致，每一个放大回路都设置有阻抗变换器。
[0033]根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，当N等于2时，功率放大模块30具体包括:第一放大回路31和第二放大回路32，第一放大回路31包括第一放大器P1和第一阻抗变换器Z1，第一放大器P1的输入端与功率分配模块20的第一输出端相连，第一阻抗变换器Z1串联在第一放大器P1的输出端与半导体功率源的输出端之间，其中，第一放大器P1的类型为AB类或B类。第二放大回路32包括第二放大器P2和第二阻抗变换器Z2，第二阻抗变换器Z2串联在功率分配模块20的第二输出端与第二放大器P2的输入端之间，第二放大器P2的输出端与半导体功率源的输出端相连，第二放大器P2的类型为C类。
[0034]可以理解的是，第一阻抗变换器Z1用于实现阻抗匹配，第二阻抗变换器Z2用于保证第二放大回路32输出的微波信号与第一放大回路31输出的微波信号相位一致，以使合成后的第二微波信号的功率最大。
[0035]如图3所示，功率放大模块30还包括限流电阻R，限流电阻R串联在半导体功率源的输出端与地GND之间，以对半导体功率源的输出电流进行限制。
[0036]根据本实用新型的一个实施例，在控制单元40对第一微波信号进行控制时，当第一微波信号的输出功率小于预设功率时，仅有第一放大器处于工作状态；当第一微波信号的输出功率大于或等于预设功率且小于最大输出功率时，第一放大器处于饱和状态，第二放大器处于工作状态；当第一微波信号的输出功率等于最大输出功率时，第一放大器和第二放大器均处于饱和状态。其中，预设功率和最大输出功率可以根据实际情况进行标定，例如预设功率可以根据第二放大器开始工作时的输入功率进行设定，最大输出功率可以根据第一放大器和第二放大器所允许的输入功率进行设定。
[0037]简单的说，微波信号源10生成的第一微波信号经功率分配模块20分配后，一部分微波信号通过第一放大器P1进行放大，另一部分微波信号通过第二放大器P2进行放大，经第一放大器P1和第二放大器P2放大后的微波信号合成为第二微波信号。由于第一放大器P1和第二放大器P2的类型不同，因此当第一微波信号的输出功率不同时，即第一放大器P1和第二放大器P2的输入功率不同时，第一放大器P1和第二放大器P2的工作状态不同，使得第一放大器P1和第二放大器P2的输出功率不同，从而可实现半导体功率源的高效率、大功率输出。
[0038]具体地，如图4所示，曲线1为第一放大器P1的输出功率曲线，曲线2为第二放大器P2的输出功率曲线，曲线3为半导体功率源的输出功率曲线，即合成后的第二微波信号的功率曲线。
[0039]当微波加热系统上电工作后，控制模块40根据微波加热系统的加热模式对第一微波信号进行控制，功率分配模块20将第一微波信号分配至第一放大器P1和第二放大器P2。
[0040]其中，当第一微波信号的输出功率小于预设功率，即放大器的输入功率Pin小于预设输入功率Pon时，第二放大器P2还未工作，第二放大回路32可以看成开路，此时只有第一放大器P1处于工作状态，并且第一放大器P1的输出功率和效率决定了半导体功率源的工作特性。
[0041]当第一微波信号的输出功率大于或等于预设功率且小于最大输出功率，即放大器的输入功率Pin大于或等于预设输入功率Pon且小于最大输入功率Pinmax时，随着输入功率Pin的增加，第二放大器P2开始工作，此时可以将第二放大器P2看成第一放大器P1的有源负载，第一放大器P1的负载减小，从而使得第一放大器P1输出更大的功率，进而使得半导体功率源的输出效率Pout维持在较高值。特别的，当输入功率Pin等于预设输入功率Pon时，第二放大器P2刚好开始工作，而第一放大器P1接近饱和状态，此时两路放大回路只有一路工作，即在最大输出回退6dB时半导体功率源的效率达到最高，但该点的输出功率Pout为半导体功率源的最大输出功率Pmax的四分之一，因此在该处可实现小功率、高效率加热。
[0042]随着输入功率Pin的增加，第二放大器P2进入饱和状态，放大器进入大功率输入状态，第一放大器P1与第二放大器P2的阻抗相同，当第一放大器P1与第二放大器P2均工作在饱和状态时，半导体功率源的效率也达到最高，理论值可达到78.5%，因此在该处可以实现大功率、高效率加热。
[0043]进一步地，如图5所示，当第二放大器P2刚开始工作以及第一放大器P1和第二放大器P2均处于饱和状态时，半导体功率源的效率可达到最高值。具体而言，当输入功率Pin等于预设输入功率Pon时，即在最大输出回退6dB时，第二放大器P2没有输出，而半导体功率源的输出功率为两个放大器均工作时的输出功率之和，因此，此时半导体功率源的效率可达到最高值，但输出功率为半导体功率源的最大输出功率Pmax的四分之一。当输入功率Pin等于最大输入功率Pinmax时，第一放大器P1和第二放大器P2均处于饱和状态，此时半导体功率源的输出功率和效率均达到最大值。
[0044]在实际应用中，例如解冻，为了避免待解冻食物的营养成分等遭到破坏，通常采用小功率加热模式进行解冻，此时可以通过控制微波信号源10以使半导体功率源工作在