Выходные каскады УМ на полевиках, Все про усилители на мощных полевиках Опции

[perezvon]

Ну коль меня пытаются опустить, то я поведаю о том, миф это или банальная реальность.
Я предложил идею использования мощных высоковольтных полевых транзисторов серий IRF740 и других в передатчиках на частоты 1.6-3.2МГц. в импульсном режиме и с регулируемой скважностью. И высказал то, что в таком режиме и при питании выпрямителя прямо из сети~220В, а это примерно 310В постоянки, можно на выходе получить большую мощность при малых габаритах и весе передатчика.
Некоторые учатники форума, а именно RW3FR, пытаются высказать свое недоверие, что это не согласуется с теорией и т.д.
Так вот, коль я высказал, что с IRF740 можно снять 0.5кВт и более полезной мощности, то постараюсь это доказать. Хотя человеку имеющему понятия об физике и элетротехнике и знающему закон Ома, не составит много труда даже грубо прикинуть и он будет согласен, что я прав.
Начну из грубой прикидки прямо в голове. Для такой прикидки даже калькулятора не надо. Имеем полевик IRF740. Его параметры можете посмотреть скачав даташит. Ссылку не даю. В поиске найдете.
Я только в кратце. Может работать в цепях постоянного тока до 400В. Ток 10А. Сопротивление открытого состояния 0.48 Ом. Постоянно рассеиваемая мощность 125Вт.
Так вот если подвести к такому полевику мощность по питанию 1000Вт. и учитывая что при управлении на затвор будут поданны импульсы положительной полярности и для экперимента частотой 1.7МГц, будем иметь импульный режим работы выходного каскада. А как известно из теории КПД в таком режиме 90% и выше. Что же у нас будет на активной нагрузке при таком КПД. 90% от 1000Вт. будет 900Вт. Значит на нагрев(потери) у нас уйдет 100Вт. Эта мощность пойдет на разогрев транзистора, конденсаторов, катушки и пр. Нам известно, что постоянная мощность рассеиваемая на этом полевике равна 125Вт. При этом ток стока припитании 300В будет 3.333333А. Как видим и ток не выходит за рамки допустимого для этого полевика. Значит даже при таком грубом расчете оказывается мы можем ожидать 900Вт. полезной мощности.
А теперь давай проверим это в виртуальной машине. То есть используем виртуальный паяльник в виде специальной программы для моделирования физико-электрических схем в виде хорошо известной и популярной прогhаммы Proteus. В приложении схема набранная в этой программе а также снимок экрана моделирования этой схемы, где видно осцилогаммы и по ним можно посчитать что у нас на выходе получается. А так же в приложении и сам файл проекта в формате этого моделировщика. У кого есть эта программа, могут загрузить проект и сами все посмотрят.
И так входная частота 1.7МГц. Форма входного сигнала меандр со скважностью 2. Амплитуда импульсов 12В. Для наглядности я еще и промодулировал в АМ. Модуляция комбинированная и по затвору и по стоку. Если использовать только одну из указанных, то при модуляции только по затвору не удается получить глубокую модуляцию. Как и в теории по лампам и биполярным транзисторам более 30% не получается. Появляются искажения. А по стоку, так как и по отзывам на разных форумах, модуляция при любой глубине имеет большие искажения, так как я предполагаю что нелинейная зависимость тока от напряжения. Я экспериментальным путем подобрал уровни НЧ сигналов в обох ветвях и получилось на мой взгляд не дурно.
На виртуальном осцилографе по осцилограмах теперь определим какое же напряжение у нас получилось на нагрузке 50 Ом. Голубая осцилограмма и есть по выходу. Посчитайте сколько клеток по вертикали занимает размах напряжения. А это составляет 12 с кусочком. Смотрим на каком пределе измерения у нас канал В. А он на пределе 5В. Если посмотреть по схеме, то канал В подключен через резистивный делитель на 10. Значит цена измерения в таком случае будет 50В на клетку. То выходит 12*50=600В. Я тот маленький кусочек что выше 12 клеток опускаю. Достаточно и этого. Значит на выходе у нас 600В. Теперь преобразуем это амплитудное значение к действующему значению, в котором и принято все измерять. Значит 600/2*0.7=210В. 210В это уже действующее значение напряжения на выходе передатчика, нагруженного на 50 Ом.
Теперь посчитаем мощность, которая выделяется на нагрузке в 50 Ом. 210 в квадрате разделяем на 50. Итого на нагрузке у нас 882Вт.
Теперь посмотрим сколько же подводится мощности к выходному каскаду. Ток выходного каскада где то 3.35А. Питание выходного каскада я сделал 260В с учетом того, что мы еще модулируем по стоку. А напряжение измеренное на трансформаторе где то 52В. Значит на пике напряжение будет 260+52=312В. Мощность теперь равна 312+3,35=1045Вт.
Теперь можно определить, какая же мощность идет на нагрев. 1045-882=163Вт. Немного выше указанной для этого полевика. Но мы же не учли тот маленький кусочек к 12 клеткам по осцилограмме. А так же не учли и то что высшие гармоники то же имеют свою порцию мощности, которую мы срезали П-контуром. Если просумировать мощность всего спектра, то рассеваемая мощность на транзисторе соответственно уменьшится на ту мощность верхних гармоник. И еще одно. Рассеваемая мощность дана для статического режима. А здесь идет речь о импульсном режиме, где есть пропуски в потреблении тока. В эти периоды полевик остывает. Значит все хорошо стыкуется с теорией и мы действительно получили КПД ~90%. И полезной мощности на выходе 882Вт. Я в своих грубых предположениях давал возможность иметь 0.5кВт и более. И по моему сдержал это предположение. (IMG:style_emoticons/default/biggrin.gif) А как Вы думаете?
В другой раз поговорим о ШИМ-модуляции. Сейчас я устал клацать на клаве рукой калекой

Что то я не смог вставить файлы. Пробую еще раз.

[RW3FR]

Привет, perezvon!

На счет "опустить" - это ты зря, давай без этого жаргона здесь, по возможности.

И не надо выставлять RW3FR, как противника всего передового и прогрессивного. Не согласен!

Имею право, т.к доводы твои не убедительные, а главное, всё сказанное тобой, пересказано

из статьи товарища Е.Дуплякина "Усилители класса D - второе рождение"

Проблема в том, что либо читать надо внимательнее, либо говорить надо всё до конца, полностью, а не вырывать из статьи удобные для себя моменты. Ты бы дал сразу ссылку на эту статью и все бы прочитали. А там, черным по белому написано, что для работы таких усилителей (усилителей аналоговых сигналов) необходимо несколько очень важных условий. А проще, вот целиком кусок из этой статьи, что один в один с твоими рассуждениями прошлых дней.
"Усиление аналоговых сигналов происходит следующим образом. Генератор вырабатывает последовательность прямоугольных импульсов постоянной частоты (называемой несущей) и интегратор превращает ее в последовательность треугольных импульсов. Полученная последовательность и входной сигнал поступают на компаратор, выступающий в роли модулятора. С выхода компаратора снимается последовательность прямоугольных импульсов , скважность которых пропорциональна мгновенным значениям амплитуды входного сигнала (взятым через промежутки времени, соответствующие периоду несущей частоты). Эта последовательность поступает на усилитель мощности, работающий в ключевом режиме. После усиления сигнал поступает на фильтр нижних частот (ФНЧ), который подавляет несущую частоту, ее гармоники и побочные составляющие спектра модуляции. Основное условие работы такой схемы - несущая частота должна быть, как минимум, вдвое больше максимальной частоты усиливаемого сигнала."

Какое уж тут КВ усиление...в "D" классе-то

И потом, с чего ты взял кпд 90% - опять из книжки? Смелый ты! Лихой! И выход сразу заказал в 50 Ом! На практике не всё так просто, как у тебя на бумаге, и любой выход из этих рамок , превратит

многострадальный IRF740 в "проводник", ну или разорвет. Ты же КИЛОВАТТ приложил к страдальцу, и 125 твоих рассеиваемых паспортных ватт пойдет только на свечение!

Да ещё прямо из сети...Честно, ты смелый человек!

Вот ещё бы дочитать эту статью из книжки до конца, где русским языком написана область применения этих усилителей, и сразу хочется вспомнить одну известную поговорку

"мы рождены, чтоб сказку сделать былью". А про недостатки этих усилителей ты вовсе промолчал - там полный винегрет(IMG:style_emoticons/default/sad.gif)

Perezvon, я в который раз пытаюсь тебе объяснить (НЕ УПРЕКНУТЬ В ЧЕМ-ТО, НЕ ОБВИНИТЬ)

что пустое перемалывание цифр и терминов - это не лучший способ приблизиться к истине.

Я тебе в очередной раз говорю - СДЕЛАЙ РАБОЧУЮ СХЕМУ, ЖИВУЮ КОНСТРУКЦИЮ! Дай нам, тёмным, лунный камень!

Я не думаю, что производители усилителей мощности для радиолюбителей дурнее тебя и НЕ ЗАМЕТИЛИ ТАКОГО ЧУДА как IRF740!!! С двух штук, киловатт? ЛЕГКО!!! А при их стоимости

по баксе за штуку - да это же клондайк, эльдорадо! Производи, сделай себе имя! PEREZVON company ltd и td.

Ты же в курсе сколько стоит киловатник для легалов?

Так вперёд, и с песней! Удачи тебе, perezvon!
И хватит, о доступном ...(о пере и бумаге)
Прости, всё время забываю, что у тебя проблемы с руками, попроси кого-нибудь собрать, дай объявление на QRZ.RU
или ещё где-нибудь, не надо такие достижения прятать на "задворках" интернета.