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]

Жалко однако што по рассматриваемому принципу невозможно ничего сделать для SSB, было бы еще интереснее.ё

И это возможно. Я уже выше писал об этом. Это синтетический метод. Можете почитать <noindex>http://www.radiomaster.net/load/3-74</noindex>
Сложнее конечно, но можно пробовать. Даже была статья в каком то журнале Радио практической конструкции на 144МГц! (IMG:style_emoticons/default/biggrin.gif) Но конечно на УКВ выходной какад был выполнен на лампе и работал в классе С. На НЧ можно свободно класс D, как я и привел УМ.
В этом классе D можно и без АМ обойтись. Просто сделать модуляцию фазовую с индексом 1. В таком случае спектр будет такой же с двумя боковыми но постоянной амплитуды. Такой режим хорошо принимается на обычный АМ приемник. Только настройка на станцию будет немного не по центру, так как для детектирования выбирается один из склонов АЧХ фильтра селекции. Я спокойно принимаю в АМ режиме станции гражданского диапазона 27МГц. А также есть и нелегалы, которые применяют этот способ. Можете послушать нелегала из Украины с позывным Батюшка. Он как раз работает почти в таком режиме, правда индекс девиации немного больше 1 и слышны искажения. Видать он настроил девиацию по своему приемнику, у которого полоса пропускания больше 6кГц.

А автогенератор на полевике я считаю нонсенсом. Нужна хорошая стабильность. Да и промодулировать такой автоненератор не удастся, потому что будет огромная паразитная ЧМ. Ведь у полупроводников очень большие емкостя и которые при изменении напряжения очень меняются, что и вызовет паразитную ЧМ с необычайной шириной спектра. (IMG:style_emoticons/default/sad.gif)