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.

[perezvon]

To RW3FR
Я, уважаемый, как видите, до ШИМ модуляции еще и не дошел. Описал только способ как предварительно промодулировать, что бы пропорционально в такт НЧ сигнала менялась скважность.

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

А этого автора я в первые слышу и книгу его не читал. (IMG:style_emoticons/default/smile.gif) О чем сожалею и если у тебя есть ссылка на эту книгу, то будь добр и предоставь. А способов получить изменяемую скважность очень много. На тот момент у меня именно так появилось в голове, как я и писал, самое простое треугольник. У любого электронщика сразу возникает этот треугольник и пороговый элемент(то есть компаратор) что еще проще. Для этого разве надо иметь исключительные мозги. Многое мы открываем сами для себя, не имея на данный момент другой информации и с удивлением позже удивляемся, что это уже было у кого то.
Так сегодня я открыл для себя (IMG:style_emoticons/default/smile.gif) что можно успешно модулировать по затвору схему с общим затвором. Хотя не встречал о таком. (IMG:style_emoticons/default/smile.gif) Ты можеш в этом убедиться сам, посмотрев осцилограммы моего предыдущего поста.
А теперь о виртуальной лаборатории и о моем макете который я виртуально спаял. Это что не реально теоретически виртуальная лаборатория во преки законам отрабатывает теорию. Ведь все законы физики (или почти) и ее формулы заложены в этот симулятор. А этот кусок схемы в виде ключевого генератора с внешним возбуждением в виде меандра очень проста. И кстати где ты видеш в этой схеме ШИМ-модуляцию НЧ сигналом, для которой нужно удвоенную частоту несущей. И это пока виртуальный проект и иследуется только возможность получить большую мощность с высоким КПД. Что довольно наглядно и продемонстрированно. Как я уже писал, по возможности я это соберу и проверю реально. Я живу к сожалению в захудалом селе и в радиусе 200км до ближайшего областного центра и мне не так просто приобрести эти же IRF740, которых у меня нет в наличии. Из высоковольтных есть только IRF820. Сперва на них буду пробовать и уже подготавливаю для этого и радиаторы и шаси. Но я инвалид и мне не так просто как тебе кажется все это делать самому. И не надо меня принуждать что то делать. Ведь я тебя не принуждаю что то делать. Не нравится идея, проходи мимо. (IMG:style_emoticons/default/mad.gif)
Ведь я не ради денег это предложил. Ведь я поделился мыслью со всеми. А многие паяльщики и пальцем не шевельнут, что бы помочь спаять хотя бы одному, не говоря для всех. И бизнесом я не занимаюсь и мне это не нужно. Так что клепать для нелегалов усилки не собираюсь. У многих только в голове деньги и они только и видят в других такое же. У меня в голове в подавляющем только мысли-идеи, которые хочется поделиться с другими. А это то же деньги. А у кого деньги на уме и они их имеют, так у них нет чЁто охоты поделиться со всеми. (IMG:style_emoticons/default/biggrin.gif) Шутка.
Чё то я отвлекся. (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)
А вот на то, что бы сжечь транзисторы, это же надо умудриться. Что ты думаеш у меня нет опыта проводить наладочные работы с полупроводниками. Кто же будет сразу подавать +300В и полным меандром. Для этого будут свои средства для старта и наладки. АМ для меня лично не нужна, так как с кем я буду работать в участке 1900-2000кГц, это один диапазон, где разрешена работа с АМ но там никто и не работает. И я так считаю, что это безперпективный вид излучения. Я ее предложил по той причине, что она вам нужна, для фанатов АМ. Для меня ТЛГ и есть определяющее под эту идею. Не буду разглагольствовать о том, почему инофирмы не клепают такое полным ходом. Я уже в предыдущих постах это обьяснял. Отмечу только, что применение указаных полевиков приемлемо на НЧ диапазонах, так как время включения и выключения ключей довольно большое для применения на частотах выше 3МГц. Конечно есть получше серии полевиков но они или не доступны мне или стоимость их не устраивает. И я думаюю, что такой вариант уже где то есть на подобии. Возможно у вояков. И я не считаю, что это именно мое изобретение (IMG:style_emoticons/default/smile.gif) Ведь знания к нам приходят по крупицам отовсюду. Просто мысль у меня возникла и все. И ни на какие то права авторства я не претендую, как это ты выразился.
И еще раз я тебя спрашиваю, где в выше изложенных схемах ты видиш ШИМ-модуляцию и для чего мне в данном варианте удвоенная частота несущей? Только конкретно распиши и покажи практически хотя бы в виртуальной лаборатории этого твоего толкования, а не на воде это разводить. Я представил свои доводы и ты можеш запустить мой проект и увидеть воочию весь процес, хотя и виртуально. Жду. (IMG:style_emoticons/default/smile.gif)