|
AM TX Class E SiC 2023 12 Передатчик класс Е на мосфет
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Май-20, 14:18 | Сообщение # 151 |
 опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 619
Статус: Online
| Если моя теория верна, что стоковый кондёр входит в резонанс не со всей индуктивностью альсифера, а только с ближними к стоку витками, думаю, можно попробовать его перемотать примерно так:
Условно 17 витков намотать максимально близко друг к другу, а 2-3 витка максимально далеко друг от друга.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Май-20, 17:24 | Сообщение # 152 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 619
Статус: Online
| Цитата milcin-aleksandr-1986 (  ) входной дроссель пробовали менять 40 допустим uH 60 ? 80? что меняется?
В общем, дело не в альсифере.
1. Подпаял 500пф на сток и получил ранее озвученный ВЧ звон 39МГц
2. Повесил ферритовую бусинку на стоковый вывод альсифер-дросселя. Бусинка холодная. Картина на стоке абсолютно никак не поменялась, совершенно, ни на миллиметр. Это гарантированно говорит о том, что ВЧ звон 39МГц от стокового кондёра 500пф не завязан на входной по питанию дроссель.
3. Затем повесил ферритовую бусину на левый вывод первого дросселя в ФНЧ. Бусинка холодная. ВЧ звон на стоке точно так же, абсолютно никак не поменялся, только чуть-чуть, на пару процентов упала выходная мощность. Это гарантированно говорит о том, что ВЧ звон 39МГц от стокового кондёра 500пф не завязан на выходной ФНЧ.
4. Выпаял входной дроссель и измерил её индуктивность, оказалось, при 20 витках его индуктивность 26мкГн. Альсифер называется CS330060 с проницаемостью 60, брал тут: https://aliexpress.ru/item/1005005424612367.html
Сигнал на стоке и выходе с 20 витками + 500пф кондёр на стоке:
Домотал ещё 20 витков, т.к. Швондер (или Ракета) писали, что его индуктивность 60мкГн. При 40 витках индуктивность стала 94 мкГн:
Картина по сути такая же, стал больше ВЧ звон по верхнему сигналу и меньше по нижнему, но в сумме - всё точно так же. Это ещё раз доказывает, что индуктивность входного альсифер дросселя не завязана на ВЧ звон от стокового 500пф кондёра.
5. Затем подключил ферритовую бусинку прямо на сток ноги карбида. ВЧ звон пропал, сигнал стал практически идеальным, амплитуда 88В. 88 / 31 = 2.8 раза.
Однако, как и в прошлый раз, через 5 сек бусинка нагрелась до 160 градусов, потеряла частично свои свойства и ВЧ звон вернулся:
Какой вывод из этих экспериментов.
1. ВЧ звон даёт контур Сток-Исток карбида + подключаемый параллельно внешний конденсатор.
2. Если вешать бусинку что на ногу конденсатора, что на ногу стока - картина одинаковая. 5 сек полёт норм, потом разогрев до 160градусов и всё как раньше.
3. Индуктивность альсифер дросселя на звон не влияет.
4. ФНЧ на звон не влияет.
Есть варианты, как побороть этот колебательный контур карбид-кондёр? Феррит, как уже ясно - не вариант.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Май-20, 19:43 | Сообщение # 153 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 619
Статус: Online
| Я его победил)
Нашёл вариант как полностью убрать ВЧ звон, и как снизить напряжение на стоке. Без конденсатора и без ферритовых бусин.
Решение хоть и не дешёвое, но, крайне эффективное. С помощью ёмкости карбид-кремниевых диодов Шоттки. Итак.
1. Начальный сигнал. Вернул 20 витков на альсифер (24мкГн), убрал кондёр со стока. Напряжение 31В, ток 830мА, выходная мощность 24.2Вт. Напряжение на стоке 140В. 140/31 = 4.5 раза:
2. Подключил к стоку один SiC диод Шоттки C3D10060A (600В 10А). Катод диода к стоку, анод диода на массу. Напряжение 31В, потребляемый ток забыл замерить, выходная мощность 24Вт. Напряжение на стоке 120В. 120/31 = 3.8 раза.
3. Подключил второй, такой же диод. Напряжение 31В, потребляемый ток 906 мА, мощность 23.8Вт. Напряжение на стоке 107В. 107 / 31 = 3.4 раза. КПД = 85%.
4. Нагрев SiC диодов практически отсутствует. Стоят без радиаторов.
P0 - нагрев SiC диодов, 35 градусов
P1 - нагрев транзистора 33.6 градуса
P2 - нагрев затворного 5W резистора 65 градусов
(кулер работает от 7В, то есть, легонько дует на всё).
Вывод.
Использование собственной ёмкости кристалла SiC диодов полностью устраняет ВЧ звон, снижает U стока до уровня 3.4 раза к U пит, а благодаря карбид-кремниевой архитектуре, они совершенно не греются, не нужен радиатор дополнительный. Идеальное решение!
Теперь осталось заказать 1200В диоды (поскольку 600В маловато, при модуляции и полном питании прошьёт) и вопрос с передатчиком можно будет закрыть. Я доволен)
p.s. жалко, что у меня только два SiC диода было. Если бы подключить 3-й, то, сигнал на стоке стал бы почти "Л", и напряжение ещё сильнее снизилось бы).
Сообщение отредактировал kotrad78 - Понедельник, 2024-Май-20, 19:57 |
| |
| |
| milcin-aleksandr-1986 | Дата: Понедельник, 2024-Май-20, 21:25 | Сообщение # 154 |
|
продвинутый
Группа: Друзья
Сообщений: 475
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) хочет, чтобы я из схемы получил "класс Е по учебнику" |
| |
| |
| milcin-aleksandr-1986 | Дата: Понедельник, 2024-Май-20, 21:42 | Сообщение # 155 |
|
продвинутый
Группа: Друзья
Сообщений: 475
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) Подключил второй, такой же диод
Вот так, и то тут у меня не хватает емкости если перестроится выше то хвостик сравняется.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Май-20, 21:57 | Сообщение # 156 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 619
Статус: Online
| Цитата milcin-aleksandr-1986 ( ) при втором диоде Л ползет еще выше а должна ползти ниже это говорит что внутренняя емкость карбида большая, так как если вы поставите третий диод то правая сторона буквы Л станет прямая, л то должна быть зеркально вывернута хвостиком в право.
Да пусть куда хочет ползёт)). Нам же, главное не "Л" получить на осциллографе! Нам главное от передатчика получить:
- нормальную выходную мощность
- при минимальном напряжении на стоке (чтобы транзистор не прошило во время модуляции на максимальном питании)
- при максимальном КПД
- при сохранении всех этих параметров при перестройке, условно 2.8...3.2МГц
- при лёгкой повторяемости и настройке
С SiC диодами вместо конденсаторов это всё отлично получается.
При каждом дополнительном подключении диода к стоку, напряжение на стоке опускается к расчёту 3/1 с питающим, что для нас - самое первоочередное. Мощность же практически не падает, на уровне "копеек". И главное - нет ВЧ звона, как от конденсаторов.
Вот ёмкость диода C3D10060A, который подключал:
При 100В на стоке его ёмкость порядка 62пф. От двух диодов стала 124пф. То есть, вместо конденсаторов, которые вызывают ВЧ звон мы подключаем диод Шоттки, который и этот звон не даёт, и работает как конденсатор, да ещё, бонусом и отрицательный хвостик гасит.
|
| |
| |
| milcin-aleksandr-1986 | Дата: Понедельник, 2024-Май-20, 22:01 | Сообщение # 157 |
|
продвинутый
Группа: Друзья
Сообщений: 475
Статус: Offline
| Вот ваш подредактировал
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Май-20, 22:09 | Сообщение # 158 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 619
Статус: Online
| Посмотрите 153 пост. Начальный сигнал и потом, с двумя диодами на стоке.
При начальном сигнале отрицательный хвостик имеет амплитуду 156В п-п - 140в ампл = 16В. И этот хвостик на выходе, синем сигнале вызывает ВЧ звон.
После подключения двух диодов, этот хвостик стал 113В п-п - 107В ампл = 6В. И на синем, выходном луче ВЧ звон в месте хвостика сильно уменьшился, почти незаметен.
Это, как бонус от подключения диодов, которые гасят этот хвост, тем самым снижая помеху на выходе.
|
| |
| |
| milcin-aleksandr-1986 | Дата: Понедельник, 2024-Май-20, 22:13 | Сообщение # 159 |
|
продвинутый
Группа: Друзья
Сообщений: 475
Статус: Offline
| вот выход при 36 вольтах питания ток где то 3,8А осциллограммы стока не сохранилась,
но от вышеприведённой она не отличается кроме амплитуды.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Май-20, 22:18 | Сообщение # 160 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 619
Статус: Online
| Цитата milcin-aleksandr-1986 ( ) вот выход при 36 вольтах питания ток где то 3,8А осциллограммы стока не сохранилась,но от вышеприведённой она не отличается кроме амплитуды.
Повторите ваш выходной каскад передатчика по схеме из 1 поста, без ШПТ, и покажите замеры, что у вас получится.
|
| |
| |
| milcin-aleksandr-1986 | Дата: Понедельник, 2024-Май-20, 22:28 | Сообщение # 161 |
|
продвинутый
Группа: Друзья
Сообщений: 475
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) Посмотрите 153 пост. Начальный сигнал и потом, с двумя диодами на стоке.
и что я там должен увидеть что при установке 3 потом 4, 5 диода вы получите вот такую букву Л
а такая Л получается если я перестроюсь ниже своей резонансной частоты (если память не изменяет) если буду пеестраиваться и дальше еще ниже то будет вылезать звон и искажения как у вас в посте 152.
если память изменяет то такой эффект будет при перестройки выше резонансной,
если вы покрутили бы диапазон то увидили резонанс с правильной буквой Л а при перестройке выше или ниже резонанса верхушка Л перетекала то в одну сторону то в другую.Добавлено (2024-Май-20, 22:30)
---------------------------------------------
Цитата kotrad78 ( ) Повторите ваш выходной каскад передатчика по схеме из 1 поста, без ШПТ Добавлено (2024-Май-20, 22:57)
---------------------------------------------
raketayudin, а у вас то что по осциллограммам, помогите человеку. Добавлено (2024-Май-20, 23:02)
---------------------------------------------
Цитата kotrad78 ( ) оказалось, при 20 витках его индуктивность 26мкГн. |
| |
| |
| milcin-aleksandr-1986 | Дата: Понедельник, 2024-Май-20, 23:27 | Сообщение # 162 |
|
продвинутый
Группа: Друзья
Сообщений: 475
Статус: Offline
| расчет по схеме 1 поста
минимальная индуктивность L1 = 68.15 uH
|
| |
| |
| raketayudin | Дата: Вторник, 2024-Май-21, 00:13 | Сообщение # 163 |
 опытный
Группа: Модераторы
Сообщений: 586
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) Использование собственной ёмкости кристалла SiC диодов полностью устраняет ВЧ звон
Похоже мне приодеться перенести пару страниц этой ветки куда нибудь в "обследование передатчика ХХХ и еще непонятные вещи не дающие спокойно спать".
Читайте публикации про класс-Е Натан Сокал.
Принцип настройки. Где то на форме я публиковал такую же картинку только на русс. и Александр тоже публиковал, по ищите.
Звон возникает от резкого фронта и среза!
Желтой линией вы наблюдаете напряжение, а ток можете посмотреть вторым каналом подключив его на резистор шунта в исток транзистора (третья ножка корпуса) Rш 0,5 - 1 Ом, в зависимости от чувствительности прибора. Теперь вы будете видеть ток!
Ток и напряжения не должны накладываться на друг друга по фазе, это будет правильным режимом.
Сделайте, и вам будет сразу ясно откуда звон. И вообще звон никому не мешает, в ключевой режиме звон неизбежен.
Смотреть вторым каналом выходной сигнал (синусоиду) при настройке не информативно.
Лучше подключить ВЧ Ваттметр и Ваттметр постоянного тока по питанию и настраивать (на лучшее КПД).
|
| |
| |
| raketayudin | Дата: Вторник, 2024-Май-21, 00:22 | Сообщение # 164 |
|
опытный
Группа: Модераторы
Сообщений: 586
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) Повторите ваш выходной каскад передатчика по схеме из 1 поста, без ШПТ, и покажите замеры, что у вас получится.
Отчет нужно еще оформить.
Осциллограф до 7МГц по этому голова не болит на счет звона 
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2024-Май-21, 01:31 | Сообщение # 165 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 619
Статус: Online
| Цитата milcin-aleksandr-1986 ( ) может повторю но как появится свободное время, да и карбида пока нет.
Карбид-кремниевые транзисторы работают по-другому, чем обычные кремниевые. У них другая архитектура кристалла. Обязательно при возможности их купите, чтобы наглядно всё увидеть. А то, у вас же в памяти опыт при работе с обычным, кремниевым, и вы этот опыт пытаетесь передать мне, когда я сейчас работаю с карбидом.
Если что, я десять штук брал именно тут: https://aliexpress.ru/item/1005005545612116.html Транзисторы б/у, выпаянные из приборов, но, полностью рабочие. 10 штук по цене 1 нового, это хорошо для наших поделок и экспериментов.
Теперь по "Классу Е". Смотрите схему из 1 поста, сейчас попробую объяснить вам, как я всё понял, учитывая опыт этих дней.
Для работы в классе Е, все элементы, отмеченные стрелочками нужно вогнать в резонанс строго на требуемую частоту, в нашем случае 3МГц. Тогда и "Л" будет, как вы показываете. И при 30В питании будет не 20Вт, а 100Вт на выходе. И ток будет не 1А, а 3.3.
НО!!
1. как только мы изменим питание, в меньшую или большую сторону - резонанс уйдёт!
2. как только мы поменяем частоту, хотя бы на 100-200кГц выше или ниже - резонанс уйдёт!
3. для изготовления такого резонанса, нужно очень точно подбирать и индуктивность и все конденсаторы, очень точно!!
А что получилось у нас? А у нас получился не "Класс Е", у нас получился "Класс ЕШ", где Ш - Швондер.
1. При изменении питания, напряжение на стоке и выходная мощность изменяются равномерно, практически линейно (у меня получилось). Это даёт нам возможность применять ступенчатое питание, как регулировку выходной мощности. Например, 3 блока питания по 24В. При "Классе Е" так делать нельзя, ибо резонанс уйдёт.
2. В классе ЕШ не нужно подбирать точно альсифер входной дроссель. Как показали мои замеры, передатчик одинаково работает, что при 20 витках, что при 40 витках. (24..96мкГн)
3. В классе ЕШ не нужно подбирать резонансный, он же разделительный конденсатор между стоком и дросселем ФНЧ. Я пробовал 3х2200 (6600пф) и 4х2200 (8800пф), на результат это никак не влияет.
4. В классе ЕШ не нужно точно подбирать стоковый конденсатор. От него вообще можно отказаться, если не подавать на передатчик выше 50-60В питания. Либо же, можно подключать небольшие ёмкости по 50-100-150пф. Они будут вызывать неизбежный ВЧ звон, входя в резонанс с самим транзистором. Если ёмкость небольшая, 100пф (пост 146), то это уже даёт хороший результат, на котором можно остановиться. Я же достиг отличного результата, заменив эти 100пф SiC диодами Шоттки.
То есть, в первом сообщении не резонансный "Класс Е", в первом сообщении нерезонансный "Класс ЕШ", который проще для повторения, проще для настройки и лучше по эксплуатации.
,Добавлено (2024-Май-21, 01:38)
---------------------------------------------
Цитата raketayudin ( ) Похоже мне приодеться перенести пару страниц этой ветки куда нибудь в "обследование передатчика ХХХ и еще непонятные вещи не дающие спокойно спать".
Может не надо? Нас тут и так немного кто общается, да и результаты замеров, думаю многим будут интересны при повторении)
|
| |
| |
|
