|
AM TX Class E SiC 2023 12 Передатчик класс Е на мосфет
| |
| milcin-aleksandr-1986 | Дата: Суббота, 2024-Ноя-30, 12:51 | Сообщение # 241 |
|
продвинутый
Группа: Друзья
Сообщений: 475
Статус: Offline
| Цитата melatonin (  ) что "работает из коробки" на 3 МГц
диод стоит уже внутри транзисторов, если прочитать всю тему можно найти много документации в том числе где говорится про КПД, а начало еще раньше было.
Но для правильной работы нужна наладка обоих, тогда и транзисторы не греются и формы правильные, я когда начал строить его тоже подумал да че там, и для полного понимания убил три года по крупицам собирая информацию с разных сайтов, тогда ее было гораздо меньше.
Ни каких резонансов в нем нет, вот вам еще один документ, один из важных факторов по мимо емкости стока это еще согласование сопротивления.
Вот посмотрите как изменилась осциллограмма у Ракеты https://radiorubka.at.ua/forum/8-272-20111-16-1716453746 когда изменив емкость С12 он полностью согласовал его.
Сообщение отредактировал milcin-aleksandr-1986 - Суббота, 2024-Ноя-30, 13:06 |
| |
| |
| melatonin | Дата: Понедельник, 2024-Дек-02, 18:42 | Сообщение # 242 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Цитата milcin-aleksandr-1986 ( ) как изменилась осциллограмма у Ракеты
Подтверждаю, у меня тот же эффект. Правда, на другой частоте - но не суть.
Так же хочу сказать, что "ВЧ-звон" из 152-го сообщения в этой теме - это не звон, а паразитные осцилляции, возникающие из-за неправильно настроенного стока+фильтра. Я сейчас повесил на сток переменный конденсатор и его регулировкой легко могу найти позиции, при которых этот "звон" исчезает.
В общем - попробовал сейчас вешать переменный конденсатор на сток и на первый конденсатор фильтра - регулировкой можно получить колокол. Однако высокий КПД (выше 90%) все равно не получается при этом. По всей видимости, нужна совокупная более точная настройка всех элементов. Пока что рекордный КПД в 98,5% получен на "оригинальном" фильтре подбором частоты и скважности - то есть ясно, что очень высокий КПД достижим - осталось понять, как его добиться при скважности 50% на заданной частоте подбором реактивных элементов на выходе.
Еще раз спрошу - кто-то может помочь с тем, как получить параметры схемы через калькулятор (https://people.physics.anu.edu.au/~dxt103/calculators/class-e.php) или программу от tonnesoftware (как узнать/вычислить, что надо вбивать в saturation / networkQ/ falltime) ?
|
| |
| |
| shwonder | Дата: Понедельник, 2024-Дек-02, 19:10 | Сообщение # 243 |
 просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3291
Статус: Offline
| Я предложил такой вариант передатчика как работающий после монтажа без ошибок из исправных деталей. Без ферритовых изделий, без подстроек и настроечных элементов, с кпд больше 50 % . И должна быть мощность хотя бы эквивалент 2-3 лампы ГУ50.
Такой ФНЧ и класс Е с высоким КПД не совместим, там надо точно подгонять параметры выходной цепи, поэтому потребуется хотя бы приличный КПЕ.
Мне показалось, что цель была достигнута, передатчик ориентирован на широкого потребителя.
А то чем вы счас занялись совсем из другой темы. Нужен вам кпд- есть калькуляторы , считайте и делайте.
Добавлю: - положение настройки на макс мощность и макс КПД не совпадают, или вам то или это, определитесь, что вам важнее.
|
| |
| |
| melatonin | Дата: Понедельник, 2024-Дек-02, 21:33 | Сообщение # 244 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Согласен, схема хороша при сборке "вслепую" без приборов, если достаточен КПД выше 50%.
С другой стороны, у кого есть осциллограф, могут небольшими движениями довести схему до лучшего состояния. Ну там - или повесив Шоттки на сток или повесив конденсатор в ФНЧ, как Ракета сделал. Вот такие дополнения - "советы по донастройке" мне кажется будут полезны тем, кто будет повторять схему.
Цитата shwonder ( ) Такой ФНЧ и класс Е с высоким КПД не совместим
Цитата shwonder ( ) есть калькуляторы , считайте и делайте.
Цитата shwonder ( ) положение настройки на макс мощность и макс КПД не совпадают, или вам то или это, определитесь, что вам важнее.
Сообщение отредактировал melatonin - Понедельник, 2024-Дек-02, 21:39 |
| |
| |
| raketayudin | Дата: Понедельник, 2024-Дек-02, 21:46 | Сообщение # 245 |
 опытный
Группа: Модераторы
Сообщений: 586
Статус: Offline
| Цитата melatonin ( ) Еще раз спрошу - кто-то может помочь с тем, как получить параметры схемы через калькулятор (https://people.physics.anu.edu.au/~dxt103/calculators/class-e.php)
networkQ - добротность "Q" сети согласования, то-есть ФНЧ. Чем выше добротность тем уже полоса пропускания, больше напряжение на реактивных элементах и наоборот. На сайте советуют начать со значения "5".
falltime - время переходного процесса с одного состояния в другое. Это время \среза на стоке мосфета, или коллекторе биполярного тр-ра. Значение в nS.
|
| |
| |
| melatonin | Дата: Понедельник, 2024-Дек-02, 22:03 | Сообщение # 246 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Ага, по networQ понял. Saturation - вот тут я и споткнулся. Гуглом только нашел, что для мосфетов, работающих в ключевом режиме, это напряжение зависит от сопротивления полностью открытого - ну ок, у нашего 080го это 80 мОм. Но как из сопротивления посчитать saturation - я так и не понял.
falltime - его можно просто из даташита брать (14ns для нашего 080-го)?
|
| |
| |
| shwonder | Дата: Вторник, 2024-Дек-03, 12:00 | Сообщение # 247 |
|
просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3291
Статус: Offline
| Цитата melatonin ( ) Но как из сопротивления посчитать saturation - я так и не понял.
У вас есть сопротивление, и есть макс ток через транзистор, считаете и подставляете значения.
Придется посчитать несколько раз, уточняя данные.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2024-Дек-03, 13:17 | Сообщение # 248 |
 опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| Цитата melatonin ( ) то есть ясно, что очень высокий КПД достижим
Попробуйте досконально провести эксперимент по запитке затвора (609 драйвера) выходного транзистора не от 18, а от 15В. Как сильно будет греться транзистор при максимальной мощности, как поменяется (и поменяется ли вообще) сигнал на затворе и на стоке?
Общая концепция идеи такая:
1. Берём 24В, промышленный блок питания. И его используем в качестве базового для питания всего передатчика.
2. С помощью 12В лм-ки - будут цепи питания ШИМ-а, ФНЧ, синтезатора и т.д.
3. С помощью 5В лм-ки - будут цепи питания компрессора микрофона или микрофонного предусилителя и т.д.
3. С помощью 15В лм-ки - будут цепи питания затвора передатчика.
Зачем проводить такой эксперимент? Во-первых, чтобы не ставить DC/DC модуль для передатчика, который из 12В будет делать 18 (+-9), поскольку всё же Hi-link модули дороговаты и их нужно применять только в модуляторе, где без фантомного питания не обойтись. Во-вторых, 15В лм-ку найти гораздо проще, чем 18В-ю. 18-вольтовые найти можно, но, они довольно редки.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2024-Дек-03, 14:44 | Сообщение # 249 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) 1. Берём 24В, промышленный блок питания. И его используем в качестве базового для питания всего передатчика.
Я лично для себя буду вот такое питание делать:
Первый блок питания, 24В.
Он же базовый. От него отходят линии для питания всех узлов передатчика через ЛМ-ки.
Так же, этот блок питания является силовым для QRP мощности)). Около 10Вт.
Затем подключается второй блок питания на 24В, это уже номинальная мощность. Около 60Вт.
И потом подключается третий блок питания на 48В, это уже максимальная мощность, около 150-180Вт.
Красной линией выделил силовое питание.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2024-Дек-03, 16:44 | Сообщение # 250 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| Цитата melatonin ( ) В идеале нужны надежные методики настройки этого передатчика - и не только на частоту 3 МГц, но и на 1,5-2
Самый простой вариант, чтобы сохранить КПД выше 70-80%, и чтобы сделать передатчик и на 3МГц и 1.7МГц - просто два переключаемых ФНЧ. Вот моделирование (оно практически совпадает с реальностью)
1. 3МГц
2. 1.7МГц
Ваттметр загородил источник питания - 31В.
Сообщение отредактировал kotrad78 - Вторник, 2024-Дек-03, 17:10 |
| |
| |
| melatonin | Дата: Вторник, 2024-Дек-03, 22:08 | Сообщение # 251 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Проверил разные напряжения питания для IXDD - на макете передатчика (затвор через 3.9 Ом). Вывод - 15 вольт при 3.9 Ом на затворе лучше, чем 18 вольт.
Плюсы от питания на 15 вольт:
1. потребление затвора существенно ниже
2. КПД выходного каскада чуть выше - скорее всего за счет меньшего паразитного звона на переходных процессах при переключении.
3. Это напряжение безопаснее для сик-мосфета
При дальнейшем понижении напряжения небольшая постепенная деградация наступает примерно ниже 14,2 вольт. То есть 15 хорошо, но ниже лучше не надо.
Табличку см. ниже. Ток потребления IXDD - надо вычесть примерно 16 мА потребления светодиода.
_____
UPD: убрал дополнительный конденсатор с фильтра. При питании IXDD 15 вольт, воспроизводятся КПД 98,5% (Шоттки на затворе, 3 МГц, скважность 70%). В общем, надо на 15 вольт питание переходить
Сообщение отредактировал melatonin - Вторник, 2024-Дек-03, 22:53 |
| |
| |
| milcin-aleksandr-1986 | Дата: Среда, 2024-Дек-04, 02:48 | Сообщение # 252 |
|
продвинутый
Группа: Друзья
Сообщений: 475
Статус: Offline
| Цитата shwonder ( ) Я предложил такой вариант передатчика как работающий после монтажа без ошибок из исправных деталей. Без ферритовых изделий, без подстроек и настроечных элементов, с кпд больше 50 % . И должна быть мощность хотя бы эквивалент 2-3 лампы ГУ50.
Просто многие боятся этих классов Е и бегут от них как от огня.
Я лишь предлогаю довести его до ума и правильно отстроить так как я очень сильно им заинтересовался еще сколько лет 5 назад когда впервые увидел вашу конструкцию.
И так как я перечитал много информации и делал эксперименты то немного опыта уже есть.
1. Все калькуляторы считают для классической схемы, но у нас что эта что с трансом ШПТ изменены поэтому мы получаем более менее приближенную емкость стока и нагрузку для создания мощности. Без учета добротности формала выглядит (Vcc)² / (2*pow) saturation можно пока опустить.
добротность контуров то же так как схема у нас не классическая.
Пример: хочу я 100w есть у меня бп 100 вольт после просадки модулятора он выдаст 40% и это 34 вольта
считаем (34)² / (2*100) = 5.78 ома мы должны нагрузить на транзистор, что бы получить 100 ватт
2. С моментом что просчитывает калькулятор называя Rlod я очень долго не мог понять да и сейчас уверенности нет.
Изначально я думал что это сопротивление выходного каскада нашего усилителя по сути, но в последней статья какую я выложил ранее есть четкое описание что это :
"R может быть фактической нагрузкой или может быть сопротивлением входного порта низкочастотного или полосового фильтра, вставленного между ветвью C2-L2 (последовательная цепь перед нагрузкой в классической схеме) и нагрузкой для подавления гармоник частоты переключения. Реактивное сопротивление нагрузки или входного порта такого фильтра поглощается в L2 и/или C2."
Значит просчитанное ранее сопротивление 5.78 ома мы должны создать. И так жеу нас нет C2/L2 то и реактивку поглощать некому (об этом далее).
3. Первый способ это через трансформацию транса, второй способ через повышающие LC цепи, в том же документе приводится такой пример они там 13 ом трансформируют к 50 первый три без преобразования сопротивления, 4 и 5 преобразуют с 13 в 50 ом так же как показал ракета да и с трансом я так делал.
Сообщение отредактировал milcin-aleksandr-1986 - Среда, 2024-Дек-04, 03:46 |
| |
| |
| milcin-aleksandr-1986 | Дата: Среда, 2024-Дек-04, 02:48 | Сообщение # 253 |
|
продвинутый
Группа: Друзья
Сообщений: 475
Статус: Offline
| 4. Также непонятно а из чего же получается эта нагрузка из наших 50 ом (антенны) или из комплексного сопротивления фильтра + антенна.
Кто не знает как считать комплексное можно посмотреть вот это видео. Мои расчеты с трансом и фактические измерения показали что все же берется комплексное сопротивление.
вот так
5. Ну а так как мы емкость стока просчитываем калькулятором то отличие от сопротивления Rlod приводит к горбу про какой я говорил.
Поэтому нужно правильно настроить фильтр, что бы он или все же нагрузка правильно создавала сопротивление для нашего усилителя.
6. А вот зная RDS и напряжения после расчетов мы получаем как раз и ток и потом можно вычислить какое сопротивление будет создано для УНЧ
я это все просчитывал и проверял но зачем нам много расчетов если это считает и калькулятор. Кстати при использовании ШПТ он создает возможно сопротивление которое уже и видит УНЧ, вот еще мои рассуждения самим с собой
то есть без ШПТ два сопротивления как показано в калькуляторе, одно нагрузочное а второе как будет видеть его унч, а с ШПТ как транс трансформировал так его унч и видит.
Проверить не получается транзисторы одной партии ферриты то же, результат всегда у меня одинаков.
Сообщение отредактировал milcin-aleksandr-1986 - Среда, 2024-Дек-04, 03:19 |
| |
| |
| milcin-aleksandr-1986 | Дата: Среда, 2024-Дек-04, 03:06 | Сообщение # 254 |
|
продвинутый
Группа: Друзья
Сообщений: 475
Статус: Offline
| Забыл рассказать еще про RFC дроссель в той же литературе что приводил выше поясняется, что он должен быть в 5- 10 раз выше нагрузки
то есть нагрузка у нас 5.6 ома * 10 = 56 ом не меньше этого сопротивления должна быть реактивная нагрузка на 3 мгц
симулятор показывает достаточно 8 раз меньше уже хуже, так же симулятор показывает, что если мы RFC дроссель сделаем больше то емкость стока можно уменьшить и так же наоборот.
56 ом на частоте 3000кгц RFC = 2,97 uH cделали мы его на 5 uH и хрен с ним, но емкость от расчетной надо будет ставить меньше, так показывает симулятор я с дросселем вообще не делал.
|
| |
| |
| milcin-aleksandr-1986 | Дата: Среда, 2024-Дек-04, 03:35 | Сообщение # 255 |
|
продвинутый
Группа: Друзья
Сообщений: 475
Статус: Offline
| melatonin, по поводу КПД и мощности, тот кпд про какой вы говорите 98% получается при классической схеме, но с учетом китайских ферритов и транзисторов он не достижим, его можно увидеть только в симуляторе, то есть в идеальных условиях.
максимальный какой у меня был ни то 87 ни то 90% дальше пример из практики, почему мощность не совпадает с КПД.
Настраивал я его на 3100 добиваясь максимального КПД, вышел я на 85%, но свои 100 ватт я не получил, там было меньше,
покрутив ручку синтезатора, максимальная мощность у меня была условно на 2700, но кпд там был уже 75%
плюнул я на него, поигрался с витками, фильтром, много чего было, загнал я мощность в свои желаемые 100 ватт на частоте 3100, на этом и успокоился пожертвовав КПД, а более хорошее кпд стало выше по частоте, но с меньшей мощностью.
Сообщение отредактировал milcin-aleksandr-1986 - Среда, 2024-Дек-04, 03:39 |
| |
| |
|
