|
AM TX Class E SiC 2023 12 Передатчик класс Е на мосфет
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2024-Май-10, 19:08 | Сообщение # 76 |
 продвинутый
Группа: Пользователи
Сообщений: 467
Статус: Offline
| Цитата valerzar1961 (  ) Везде ставлю этот терморегулятор для вентилятора,
1. Только базу нужно обязательно шунтировать ёмкостью, т.к. ВЧ наводки от передатчика могут помешать.
2. Разработал два варианта при разном базовом резисторе:
Просто подстроечные китайские резисторы не очень надёжные, сыпятся со временем.
В своём передатчике буду использовать всё же LM-ку, т.к. у меня там базовое напряжение +24В.
|
| |
| |
| valerzar1961 | Дата: Пятница, 2024-Май-10, 19:52 | Сообщение # 77 |
 практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 107
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) Только базу нужно обязательно шунтировать ёмкостью, т.к. ВЧ наводки от передатчика могут помешать. |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Суббота, 2024-Май-11, 19:42 | Сообщение # 78 |
|
продвинутый
Группа: Пользователи
Сообщений: 467
Статус: Offline
| Цитата shwonder ( ) емкость исток-коллектор должна уменьшить импульс в стоке до напряжения 3.5-4 напряжения питания. И то , 4 - это уже много
Нашёл причину. Оказывается дело было в несогласованной антенне. На 3МГц 80м диполёк оказывается имел КСВ аж 9, это и приводило к появлению Х10 напряжению на стоке.
1. С помощью ксв метра нашёл резонансную частоту диполя, это 3.475МГц. Сигнал на стоке на этой частоте 137В п-п. При питающем напряжении +31В, это получается в 4.4 раза разница.
2. Ну и сигнал на стоке при частоте 3МГц, как и было раньше, 310В п-п.
КСВ на частоте 3МГц - 9
КСВ на частоте 3.475 МГц - 1.4
Выходная мощность несущей 28Вт на частоте 3.475МГц, при питании +31В, ток 990ма (ток только выходного транзистора, без учёта тока драйвера).
В общем, не нужен, я думаю конденсатор между С-И. Если подать с модулятора даже +80В, то при согласованной антенне на стоке будет 80 х 4.4 = 352В п-п. И даже если антенна уйдёт в КСВ 9, то на стоке будет 80 х 10 = 800В, при предельном напряжении карбида С-И 1200В. Выдержат).
Теперь вопрос другой, как согласовать 3МГц выход передатчика с 3.5МГц диполем?)
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Май-13, 02:45 | Сообщение # 79 |
|
продвинутый
Группа: Пользователи
Сообщений: 467
Статус: Offline
| Цитата shwonder ( ) Позже сделаю конкретно о чем просили.
А вы не могли бы провести ещё один замер? А то меня тут одна страшная мысль посетила...
1. В моделировании на выходной транзистор подаём +20В, и амплитуда на стоке 140В п-п. Да, это неверное моделирование, в реальности это напряжение будет около в 4 раза больше Uпит. Суть не в этом!!
2. Если мы в разрыв цепи питания подключим трансформатор, и подадим на него синус 10кГц 19В, то начнётся АМ модуляция. При этом, напряжение на аноде, которое было без модуляции 140В п-п, будет меняться от 0В до 380В п-п!
То есть, получается при полной модуляции, напряжение на стоке на пике модуляции будет в 3 раза выше?? Вы не могли бы провести реальный замер на своём передатчике?
Просто, меня эта картина пугает..
Выходит, если на стоке, при плохо согласованной антенне будет, например +400В несущей, и мы алёкнем в микрофон, то в пике на стоке стане 400 Х 3 = 1200В и карбид пшыкнет??
Сообщение отредактировал kotrad78 - Понедельник, 2024-Май-13, 02:47 |
| |
| |
| shwonder | Дата: Понедельник, 2024-Май-13, 11:07 | Сообщение # 80 |
 просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3245
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) Нашёл причину. Оказывается дело было в несогласованной антенне.
Цитата kotrad78 ( ) как и было раньше, 310В п-п. Цитата kotrad78 ( ) Сигнал на стоке на этой частоте 137В п-п
Предлагаю отказаться от указания п-п и давать сразу амплитудное значение, и недоразумений будет значительно меньше.
И кто вообще выдумал это п-п ?
Это по неудобству как цветовая маркировка на резисторах, мне , например, очень хочется подержать за горло того, кто выдумал эту цветовую маркировку...Цитата kotrad78 ( ) В общем, не нужен, я думаю конденсатор между С-И
Цитата kotrad78 ( ) 2. Если мы в разрыв цепи питания подключим трансформатор, и подадим на него синус 10кГц 19В, то начнётся АМ модуляция. При этом, напряжение на аноде, которое было без модуляции 140В п-п, будет меняться от 0В до 380В п-п!
- питание выходного каскада (например) 30в , на стоке 30х4=120в
- при модуляции 100% на питание меняется от 30в до 0в и от 30в до 60в.
соответственно при 0в на стоке будет 0вх4=0в и второй случай (пик огибающей) 60в х 4=240в
Это мое утверждение проверено на практике сотни раз, и при трансформаторном модуляторе и при модуляторе класса Д .
Добавлено (2024-Май-13, 11:07)
---------------------------------------------
При трансформаторном модуляторе могут быть неприятности при перемодуляции в отрицательную сторону, там в мосфетах есть диоды, и они
будут коротить на общий, поэтому по нормальному надо делать защиту от
этого.
У меня было на диодах.
Но надо иметь в виду, особенно для мощных модуляторов, нельзя разрывать ток в цепи если там есть
значительная индуктивность (модулирующий трансформатор), в момент
разрыва происходит всплеск напряжения, и это может плачевно кончиться
для транзисторов и для модулятора. У меня , например, сваривались
контакты реле РЭН33, притом так , что реле пришлось выбросить.
Поэтому надо ставить два диода , один отсекает минусовое напряжение , а другой
это минусовое напряжение подключает на отдельный нагрузочный резистор.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Май-13, 16:16 | Сообщение # 81 |
|
продвинутый
Группа: Пользователи
Сообщений: 467
Статус: Offline
| Цитата shwonder ( ) я не понял почему у вас при 19в на аноде 140в
Мне кажется, я нашёл причину.
1. По даташиту у транзистора IRF840 выходная ёмкость при напряжении на стоке 30В = 150пф.
2. По даташиту у карбида C2M0080120D выходная ёмкость при напряжении на стоке 30В = 300пф.
3. В программе нет карбида, поэтому, чтобы примерно уравнять 840-й к карбиду, по логике нужно ему на выход добавить ёмкость 300-150 = 150пф. Тогда он будет работать в программе, почти как карбид.
4. Добавил ему ёмкость 150пф. После чего, на выход передатчика поставил переменный резистор 50 Ом и стал ему уменьшать сопротивление, добиваясь в программе такой же картинки на аноде, которая была в реальности. Картинки в программе и в реальности сравнялись, когда нагрузка передатчика стала 70% от 50Ом, то есть 35 Ом.
Моделирование:
Реальный замер на резонансной частоте диполя:
Картинки идентичны. Напряжения - идентичны.
Таким образом, выходит выходное сопротивление передатчика (самого транзистора, до ФНЧ) около 35 Ом. Программа, видимо это очень чутко чувствует, поэтому при 50 Ом и показывала такие завышенные значения на аноде, а когда поставил 35 Ом, показала как в реальных измерениях.
Правильно ведь?)
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Май-13, 17:30 | Сообщение # 82 |
|
продвинутый
Группа: Пользователи
Сообщений: 467
Статус: Offline
| Цитата shwonder ( ) в данном случае можно и без него, или совсем маленький 20-40пф. Но такой найти не просто.
А что если вместо С-И конденсатора использовать карбид-кремниевый диод Шоттки C4D02120A? Катод диода подключить на анод карбида, анод диода на массу.
Он рассчитан на обратное напряжение 1200В, как и сам транзистор.
При подаче питания на передатчик 20-80В будет иметь ёмкость 20-40пф
В случае перемодуляции будет гасить отрицательную волну
В корпусе ТО-220, что удобно, чтобы прикрутить на радиатор
Как идея?
Сообщение отредактировал kotrad78 - Понедельник, 2024-Май-13, 17:31 |
| |
| |
| shwonder | Дата: Понедельник, 2024-Май-13, 17:31 | Сообщение # 83 |
|
просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3245
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) Правильно ведь?)
Но мне не нравится отличие от 50 ом. 50ом должно быть жестко.
А если покрутить индуктивность 2 и 4 , с той же целью.
Можно и емкости, но 50 ом не трогать.
А сколько напряжение я понял 30в , а сколько тока оно берет ?
т.е. какое сопротивление по постоянке для источника питания.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Май-13, 17:57 | Сообщение # 84 |
|
продвинутый
Группа: Пользователи
Сообщений: 467
Статус: Offline
| Цитата shwonder ( ) А сколько напряжение я понял 30в , а сколько тока оно берет ?
Подумайте ещё вот на такой ситуацией. О выходном сопротивлении каскада.
Выходное сопротивление рассчитывается по формуле: Rн Х ((Uхх / Uн) - 1). То есть, 50 Ом умножаем на ((напряжение холостого хода на выходе каскада / напряжение под нагрузкой) - 1).
Замер 1. Когда подключён конденсатор 150пф. (напряжение берём rms)
50 Х ((62.5 / 50.8) - 1) = 11.5 Ом
Замер 2. Когда конденсатор150пф отключён
50 Х ((74.2 / 50.5) - 1) = 23.4 Ом
То есть, получается, что выходное сопротивление передатчика в классе Е по нашей схеме никак не 50 Ом, а значительно ниже. Соответственно и ФНЧ, наверняка нужно рассчитывать, условно на 20 Ом со стороны передатчика и на 50 Ом со стороны антенны. Правда, как это сделать - хз)
p.s.
По току.
Питание 31В, ток 1.37А. Потребляемая мощность = 42.5Вт
Мощность на выходном резисторе 35 Ом = 38Вт
Сигнал на стоке 137В, 137 / 31 = 4.4 раза
Сообщение отредактировал kotrad78 - Понедельник, 2024-Май-13, 18:08 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Май-13, 18:04 | Сообщение # 85 |
|
продвинутый
Группа: Пользователи
Сообщений: 467
Статус: Offline
| Если выходной резистор с 35 Ом увеличить до 50 Ом, то, картина такая:
Питание 31В, ток 1.08А, потребляемая мощность = 33.5Вт
Мощность на выходном резисторе 50 Ом = 31Вт
Напряжение на стоке 162В (на осциллографе просто опустил сигнал на -50В, чтобы удобно было видеть)
Если вы говорите, что сигнал на стоке не должен быть выше напряжения питания более, чем в 3-4 раза, то на лицо то, что передатчик не рассчитан на нагрузку в 50 Ом, поскольку 162В больше 31В в 5.2 раза.
Сообщение отредактировал kotrad78 - Понедельник, 2024-Май-13, 18:06 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Май-13, 18:13 | Сообщение # 86 |
|
продвинутый
Группа: Пользователи
Сообщений: 467
Статус: Offline
| И вот ещё один замер, для наглядности.
Уменьшал сопротивление нагрузки до таких значений, чтобы сигнал на стоке стал не больше, чем в 3 раза выше напряжения питания.
Напряжение питания 31В, ток 1.84А, потребляемая мощность 57Вт
Сопротивление нагрузки 44% от 50 Ом, то есть 22 Ом, мощность 46.4Вт
Напряжение на стоке 107В, 107 / 31 = 3.4 раза (ниже не получается опустить)
 Добавлено (2024-Май-13, 18:31)
---------------------------------------------
Сравнительная таблица, для наглядности:
50 Ом: Pвых = 31Вт , КПД 92.5% , Uс = 162В , отношение Uc/Uпит = 5.2 раза
35 Ом: Pвых = 38Вт , КПД 89.4% , Uc = 137В , отношение Uc/Uпит = 4.4 раза
22 Ом: Pвых = 46Вт , КПД 81.4% , Uc = 107В , отношение Uc/Uпит = 3.4 раза
Сообщение отредактировал kotrad78 - Понедельник, 2024-Май-13, 18:15 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Май-13, 19:15 | Сообщение # 87 |
|
продвинутый
Группа: Пользователи
Сообщений: 467
Статус: Offline
| Кажись, согласовал.. Катушки в фнч менять не стал, т.к. это муторно в реальности, проще кондёрами.
Питание 31В, потребляемый ток 1.75А, потребляемая мощность 54.2Вт
Нагрузка 50 Ом, мощность 46Вт, КПД 85%
Напряжение на стоке 116В, 116 / 31 = 3.7 раза
C2 в ФНЧ, 680пф Х 3шт в параллель.
С3 в ФНЧ, 680пф + 470пф + 470пф.
Нормально? Пойдёт?
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Май-13, 23:56 | Сообщение # 88 |
|
продвинутый
Группа: Пользователи
Сообщений: 467
Статус: Offline
| Ох, сколько сейчас всего интересного намерил) Нашёл в подвале старую, но рабочую 50 Ом нагрузку)
1. Решил натурно проверить Rвых карбида. Подавал 12В питание, для безопасности. Коаксиальный кабель от нагрузки припаивал прямо к стоку карбида.
Сигнал на стоке, ФНЧ отключен, нагрузки нет никакой:
Сигнал на стоке, с подключённой 50 Ом нагрузкой:
Затем решил поднять напряжение.
31В питание, сигнал на стоке без нагрузки:
31В питание, сигнал на стоке с подключённой нагрузкой:
Результаты.
12В питания. 50 х ((63.23 / 30.13) - 1) = 55 Ом
31В питания. 50 х (( 143.11 / 72.72) - 1) = 48.4 Ом
Таким образом, реальная схема на карбиде имеет выходное сопротивление 50 Ом. Следовательно, ФНЧ можно рассчитывать как на 50 Ом "слева", так и на 50 Ом "справа".
Почему в моделировании Rвых получалось 22-35 Ом - хз. Единственная версия только из-за сопротивления каналов транзисторов. Ведь у IRF840 оно около 0.7 Ом, а у карбида около 0.1 Ом. Блин, как же плохо, что разработчики Мультисим не сделали модели карбид-кремниевых транзисторов...
|
| |
| |
| milcin-aleksandr-1986 | Дата: Вторник, 2024-Май-14, 00:01 | Сообщение # 89 |
|
продвинутый
Группа: Друзья
Сообщений: 457
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) То есть, получается, что выходное сопротивление передатчика в классе Е по нашей схеме никак не 50 Ом, а значительно ниже. Соответственно и ФНЧ, наверняка нужно рассчитывать, условно на 20 Ом со стороны передатчика и на 50 Ом со стороны антенны. Правда, как это сделать - хз)
и много раз давал ссылку на статью где популярно описано все это (щя найду), ты проходишь тот же путь что и я ранее.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2024-Май-14, 00:27 | Сообщение # 90 |
|
продвинутый
Группа: Пользователи
Сообщений: 467
Статус: Offline
| 2. Теперь подключил ФНЧ, а к его выходу 50 Ом нагрузку. Подавал сразу 31В, потребляемый ток 0.858А, потребляемая выходным каскадом мощность, получается 26.6Вт.
Сигнал на стоке:
Сигнал после ФНЧ, на нагрузке:
Как правильно по осциллограмме рассчитать выходную мощность? А то столько формул, что уже голова кругом идёт.. Раньше думал, что rms на осциллограмме это и есть средняя мощность. Но, как видим, это неверно. Ведь потребляемая мощность передатчиком 26.6Вт, и выходная никак не может быть её выше.
Амплитуда на стоке 151.5В. 151.5 / 31 = амплитуда на стоке больше напряжения питания в 4.8 раза.
Решил попробовать подобавлять конденсаторы в ФНЧ. Добавил 470пФ к конденсатору, который по схеме (в 1 сообщении темы) ближе к антенне.
Напряжение так же 31В, потребляемый ток с 0.858А упал до 0.434А. Выходной каскад потребляет 13.45Вт. Получилась вот такая картина:
Сигнал на стоке:
Сигнал на выходе:
Получается, сигнал на стоке со 151.5В упал до 130В. 130 / 31 = разница с питающим напряжением снизилась до 4.1 раз.
И ещё решил провести эксперимент с добавлением диода, параллельно сток-исток. Ну, чтобы использовать ёмкость его перехода вместо обычного конденсатора. Подключил сначала обычный, кремниевый, быстрый диод HER508, картина вообще никак не изменилась. Затем подключил карбид-кремниевый диод Шоттки C3D10060A (600В, 10А). И картина заметно изменилась:
Сигнал на стоке:
Амплитуда на стоке уменьшилось со 130 до 117В. 117 / 31 = разница с питающим напряжением снизилась до 3.7 раза. При этом, выходной сигнал на нагрузке после ФНЧ совершенно никак не изменился!! Точно такая же амплитуда, как и до подключения карбид-кремниевого диода. Выходит, моя мысль про карбид-кремниевый диод, в качестве конденсатора была верна)). При 31В питании и 3МГц я подключал этот диод без посадки на радиатор. Корпус его грелся градусов до 45-48.
На что ещё хочется обратить внимание. Сигнал на стоке всегда имеет небольшой отрицательный импульс, который будет просто разогревать транзистор.
1. Без подключения диода, этот импульс имеет значение 139.12В п-п - 129.34В ампл = 9.8В
2. После подключения карбид диода, этот импульс стал 121.84В п-п - 116.67В ампл = 5.17В
Если подавать на передатчик выше 31В, полагаю, эта разница будет ещё существенно заметнее. Мне кажется, всё же имеет смысл этот карбид-кремниевый диод использовать. Что думаете? Только, конечно, не на 600В, а на 1200В.
|
| |
| |
|
