Funktionsprincipen är inte över sig komplicerad. Släpp på strömmen bara, så startar magnetronen och alstrar mikrovågor. Stäng av strömmen så slutar den. Vill man ha halv värme slår man av och på den med 50 procents duty cycle med en frekvens på en tiondels hertz. Det kan åstadkommas med en mekanisk timer eller som i Philips fall av ett par integrerade CMOS-logikkretsar, några komparatorer och kondensatorer, fast jag själv skulle ha använt en NE555-krets. Vill man ha andra värmenivåer, varierar man på-tiden lämpligt.
Vi fortsätter på transformatorns sekundärsida.
Högspänningen genereras av en halvvågs spänningsdubblare. Anledningen till att man gör så är att det är billigare att använda en mindre transformator med enklare isolation och en kondensator, än en fyrakilovolts transformator.
Högspänningskondensatorn laddas genom dioden under den positiva halvperioden från transformatorn. Under laddtiden är magnetronen av eftersom dioden shuntar den. Under den negativa halvperioden hamnar spänningen från transformatorns lindning i serie med kondensatorn vilket tillsammans ger de –4000 volt som behövs för att få fart på elektronerna inne i resonanskammaren. Av detta ser man också att magnetronen pulsas i 50 hertz under drift.
För att inte högfrekvensen från magnetronen ska slinka ut i omvärlden via glödanslutningarna och störa ihjäl varenda TV-apparat och trådlöst nät omkring, spärras den av två induktanser i serie med glödströmmen, inuti en skärmburk ovanpå elektronröret.
Utöver detta kan man hänga på en mikroprocessor och en display som visar klockan, återstående tid och effektnivåer, samt ett tangentbord där man kan trycka på ”Upptining” eller ”Skinka” och en massa liknande tingel-tangel, men det är ändå samma princip: Slå på strömmen till upptransformatorn så blir det mikrovågor och stäng av den så tar energin slut.
I moderna ugnar använder man inte längre en järnkärnetransformator utan har ett switchaggregat som alstrar högspänningen istället. Det minskar vikten från 5,4 kilo till kanske 100 gram och minskar volymen på omvandlaren betydligt. Men principen är fortfarande densamma och magnetronen kan egentligen inte krympas särskilt mycket.
Mode stirrern, Philips eleganta lösning
I stort sett alla mikrovågsugnar har en rörlig pattform inuti, på vilken maten roterar. Det behövs eftersom mikrovågorna bildar ett stillastående vågmönster inuti ugnen. En halv våglängd är 6 centimeter vid 2450 MHz, så ungefär med den delningen uppträder de kalla och varma fläckarna i kaviteten, där vågorna tar ut varandra respektive förstärker varandra genom interferens. Rent praktiskt innebär det att maten kan bli varm eller till och med bränd på sina ställen, medan den förblir kall på andra ställen om man inte gjorde något för att motverka det statiska vågmönstret. Om man roterar tallriken kommer matens alla delar att rotera igenom både hög- och lågenergipunkterna någon stans på varvet och maten blir jämnvarm.
Det fungerar ända tills man ställer in en tallrik eller skål som är för stor för att kunna snurra runt i ugnen.
Philips idé och patent är mycket elegantare: en mode stirrer (vågomrörare) som stökar till det för mikrovågorna.
mode stirrer.jpg
Stirrern utförs praktiskt som en platt halvmillimeters aluminiumskiva med en massa hål och slitsar runt kanten. Hålen och slitsarna utgör resonanta element. Mikrovågorna från antennen kopplar sig till de resonanta elementen varifrån de strålas ut. Eftersom skivan samtidigt roterar, utgör den en rörlig strålkälla. På så sätt sprids vågorna jämnt runt omkring i ugnskaviteten. Dessutom ger stirrern en bättre impedansanpassning mellan belastningen och magnetronen, så att denna får bättre arbetsförhållanden och därmed längre livslängd.
Metoden med roterande bottenplatta kräver att plattan snurras av en motor, vars axel måste dras igenom ugnens botten på ett mikrovågstätt sätt. I Philips fall drivs mode stirrern runt som en turbin av kylluften från magnetronen. Stirrern ligger på en lagerkula inuti ett platt plasttråg som sitter uppe under ugnstaket och roteras därför mycket lätt av luftströmmen. Voilà, en motorlös konstruktion.
Intill antennen sitteter två andra resonanta element (okej, pinnar) i taket. De är med i kretsen som kopplar mikrovågsenergin från antennen till mode stirrern.
