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.

[Патриот]

Спасибо Юр, посмотрел. Но такое питание... Ну его в болото!

[cq2935]

Спасибо Юр, посмотрел. Но такое питание... Ну его в болото!

Ну... Не от батарейки же работать сто ватами, всеравно с сети... Так 12в толстенными проводами подвести, или 60в менее толстыми какая разница, всеж не 1200...
А я бы и не выжимал последние соки из этакой схемы, подал бы вольт 24 и ладно...

[Патриот]

Ну... Не от батарейки же работать сто ватами, всеравно с сети... Так 12в толстенными проводами подвести, или 60в менее толстыми какая разница, всеж не 1200...
А я бы и не выжимал последние соки из этакой схемы, подал бы вольт 24 и ладно...

Да я понимаю, но электролиты в блоке питания вызывают проблемы. У нас на них цена "свинская".

[cq2935]

Да я понимаю, но электролиты в блоке питания вызывают проблемы. У нас на них цена "свинская".

Кстати да, цены видны и без очков (IMG:style_emoticons/default/cool.gif) ... 10000uF 100V (такой думаю подошел бы) у нас 20 баксов (IMG:style_emoticons/default/huh.gif) . Или 22000uF 63V - вес 30 баксов с копейками. В принципе то это не конденсаторы дорогие, это зарплаты у нас маленькие.
А как сама схема, что скажет усилительных дел мастера? Есть ли какой положительный гвоздик в такой схемотехнике?

[Rembrant]

Кстати да, цены видны и без очков (IMG:style_emoticons/default/cool.gif) ... 10000uF 100V (такой думаю подошел бы) у нас 20 баксов (IMG:style_emoticons/default/huh.gif) . Или 22000uF 63V - вес 30 баксов с копейками. В принципе то это не конденсаторы дорогие, это зарплаты у нас маленькие.
А как сама схема, что скажет усилительных дел мастера? Есть ли какой положительный гвоздик в такой схемотехнике?

Гвоздик конечно есть, и не один, Первое -отсутствие всяких "биноклей" -"моноклей",Что радует ,ибо перемотав и перемеряв их десятка два -понял ,что хороший ШПУ на них (1,6 -28) Мгц -Это не так то просто. Второе -копеечная цена на эти транзисторы (50 -70) Центов , ибо уже сжег в своем усилителе 3ю пару КП904А (6 шт) по нашим ценам 5-8 У.е. ,что кусается. Да и кончаются они везде -ибо древние. Но линейность-хорошая! Транзисторы IRF 540 ,510,960,740 и им подобные имеют резкий излом сток-затворной характеристики после Uз>3,5в ,и квадратичную зависимость тока стока и крутизны от Uз.и. Поэтому ,мое мнение, -низкоомные резисторы в истоках таких УМ должны быть всегда! можно их шунтировать емкостями. Полевики любят большие напряжения, 60-100 Вольт не должны пугать,ибо все это напряжение в конечном итоге трансформируясь П -контуром ,-поступит в антенну. Короче -Схема имеет право на жизнь,хотя следует ожидать больший уровень побочных излучений, и худшую амплитудную характеристику, чем скажем у MRF455, но разница в цене -ДВА ПОРЯДКА! Конденсаторов в БП можно набрать из старых комповских БП 470 Мф на 200 в - думаю 2-3 тысячи Мкф -хватит для такого усилителя 100 Вт