|
AM TX Class E SiC 2023 12 Передатчик класс Е на мосфет
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2024-Июн-30, 23:14 | Сообщение # 181 |
 опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 619
Статус: Online
| Цитата командировочный (  ) оставлять так как на схеме (с добавлением R1-R4, диодов,) или переделывать как в симуляторе.Тогда под ??? Т1 ..соотношение витков ( питание на середину) ваше мнение
Когда-то очень давно делал двухтактный усилитель класса А на IRF510. Выходной ШПТ там был с первичной обмоткой с отводом от средней точки для подачи питания. Усилитель работал, так что, как именно делать, можете поэкспериментировать сами.
ШПТ с отводом:
преимущества: - нужен только 1 дроссель в цепи питания.
недостатки: - никогда не получится сделать идеальными обе первичные обмотки, всегда одна но чуть-чуть будет по проводам длиннее другой.
ШПТ без отвода:
преимущества: - первичная обмотка - это латунные трубки, не нужен отвод от середины.
недостатки: - нужно два альсифер дросселя для питания верхнего и нижнего транзисторного ключа.
Ещё давно для будущих экспериментов купил на Али ШПТ конструктор, вот такой:
Брал тут: https://aliexpress.ru/item/33014013801.html
Буду на нём потом делать двухтактный передатчик. Там просто самому нужно будет запаять латунные трубки к платам. Лично мне, вариант с ШПТ, где нет отвода, и где есть 2 альсифер дросселя для каждого плеча нравится больше. А вы, попробуйте и так и там сделать.
Если что алсифер кольцо брал тут, цена за 1шт: https://aliexpress.ru/item/1005005424612367.html
p.s. Есть ещё один важный момент.
Вариант ШПТ, где первичная обмотка в виде латунной трубки будет хорошо работать от 3МГц. Для пионерки, для 1.7МГц одного витка, а ведь латунные трубки это по-сути 1 виток, будет маловато. Работать то будет, но КПД заметно снизится.
Сообщение отредактировал kotrad78 - Воскресенье, 2024-Июн-30, 23:19 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Четверг, 2024-Июл-04, 11:07 | Сообщение # 182 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 619
Статус: Online
| Размещу ещё одно наблюдение, может быть начинающим будет полезно для понимания.
Допустим, вы для этого передатчика будете использовать ШИМ модулятор, на котором установите 40% питающего напряжения на выходе.
1. Допустим, вы подали на ШИМ модулятор питание 31В. 40% на выходе от этого значения будет 12В.
В режиме молчания, то есть, при питании от 12В на выходе вашего передатчика, в антенну будет уходить несущая мощностью около 4Вт:
При разговоре, на пиках громкости речи, в антенну будет уходить модулированный сигнал мощностью около 24Вт:
2. Теперь, давайте представим, что на ШИМ модулятор подадим питание 96В (два блока питания по 48В). 40% от этого значения это 38В.
В режиме молчания, в антенну будет уходить несущая около 35Вт:
На пиках разговора, в антенну будет уходить мощность до 200Вт:
Теперь, подведём выводы.
1. Что такое 200Вт? Ну, это примерная шарманка на 3-4 ГУ-50, с "мягким, щадящим" напряжением на аноде в 900-1000В.
2. Что такое 200Вт для реальной АМ радиосвязи? Если у вас полноразмерная, высоко поднятая антенна, настроенная, согласованная, то, вас уверенно будут слышать везде. Если же у вас "кусок провода на чердаке", или низко на огороде, по деревьям, то, уверенно вас будут слышать только корреспонденты с хорошими антеннами и чувствительными приёмниками.
То есть, вариант построения такого передатчика - неплохой. Однако, в нём есть опасный минус. Это - пиковое напряжение на стоке транзистора... На рисунках выше приближённое значение всех показателей для реального передатчика на карбид-кремниевом транзисторе. При 96В, напряжение на стоке около 300В в моделировании, и около 400В в реальности.
Карбид-кремниевые транзисторы хоть и рассчитаны на 1200В сток-исток, но, всё равно, даже 400В ВЧ энергии, это уже как-то напрягает и заставляет нервничать.. Любой обрыв антенны, или КЗ в ней, или капля припоя, или отвёртка упала на плату и всё..
В общем, мне думается, наверное всё же лучше переходить на двухтактную схему. Те же 200Вт на пиках речи можно будет получить при 31В питании, а не 96В. И напряжение на стоке будет чуть меньше, около 250В, вместо 400. Что думаете?
|
| |
| |
| shwonder | Дата: Четверг, 2024-Июл-04, 16:51 | Сообщение # 183 |
 просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3293
Статус: Offline
| вас послушать то передатчик должен иметь на выходе никак не меньше пары ГК-71 или ГУ-81, а лучше в двух такте.
Цитата kotrad78 ( ) уверенно вас будут слышать только корреспонденты с хорошими антеннами и чувствительными приёмниками.
это реалии сегодняшнего дня.
И чутья достаточно и антенна работает, а вот не слышно ничего - так и бывает если не бороть помехи.
Передатчик делался максимально простым, но позволяющий работать в эфире. Для этого убраны все ферритовые изделия, обычно с ферритом у всех проблемы.
Как по мне - я получил то, что хотел.
|
| |
| |
| shwonder | Дата: Пятница, 2024-Июл-26, 11:40 | Сообщение # 184 |
|
просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3293
Статус: Offline
| я не знаю есть в єтом смысл или нет , но часто встречаю в силовых схемах закрытие мосфетов с переходом в минус.
Прикинул схему данного устройства, используя накопленный опыт, схему прикреплю.
Источник питания на базе тс4420, отлично работает. Дальше транс на кольце и однополупериодный выпрямитель, получаем и плюс и минус. Драйвер по старой схеме, только транзисторы драйвера привязаны к минусу.
К такому источнику питания можно подключить несколько трансов на кольце, что позволит питать более сложное устройство, например мостовой выходной каскад.
Если в этом есть смысл , то дальнейшее развитие - оптронная развязка по ВЧ силового блока.
Вот нет опыта работы 6н137 на частоте 3 мгц, надо пробовать, а других таких быстрый оптронов я не знаю.
Если не пойдет то надо будет городить на ферритовом кольце, там то же не так все просто, а не хочется усложнять.
Что будем думать с этого повода ?
|
| |
| |
| Пряник | Дата: Воскресенье, 2024-Июл-28, 14:38 | Сообщение # 185 |
|
знающий
Группа: Проверенные
Сообщений: 231
Статус: Offline
| так, никому не интересно. Есть ли смысл закрывать затвор до минуса, у меня нет опыта по этому поводу. Но такой способ управления видел в мощном (5-10 квт) преобразователе.
Пока проверил работу оптрона 6н137, оказалось, что все работает.
Собрал на макете, схема такая: - синтезатор + 74нс04(один инвертор) + 6н137 + 74нс04(один инвертор). Питание логики 6в.
На фото результаты испытаний, нижняя картинка - после первого инвертора, верхняя картинка - после 6н137 и инвертора.
частота 1700 кгц
частота 3 000 кгц
частота 7200 кгц
частота 10 600 кгц
Такое развитие может позволит строить передатчики по схеме мост, не устанавливая входной трансформатор. На нем много обмоток, и не у всех получается их правильно фазировать. Все источники питания, для каждого драйвера в мосте можно применить один преобразователь на тс4420, подключив к нему 4 импульсных трансформатора паралельно.
Жаль, что нет единомышленников.
|
| |
| |
| shwonder | Дата: Понедельник, 2024-Сен-23, 11:04 | Сообщение # 186 |
|
просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3293
Статус: Offline
| выкладываю рисунок своей платы. Рисовалось под производственный процесс, поэтому немного так.
плата двусторонняя, есть проем под транзисторы мосфет, контур фрезеровки обозначен белым цветом. Металлизация в проеме убрана, поскольку на производстве не нравится когда фреза режет медь. Зеленый цвет - под платой, синий верхний слой.
|
| |
| |
| melatonin | Дата: Воскресенье, 2024-Окт-20, 21:16 | Сообщение # 187 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Всем привет!
Планирую повторить этот передатчик. Спасибо shwonder за рисунок платы. Я поначалу начал её воспроизводить в спринте, но потом понял, что модуль +18 вольт у меня другой, ну и начал перерабатывать плату. 74HC541 у меня тоже в другом корпусе. Вот что получилось, плата 87 на 75 мм.
На плате нет дросселя от модулятора и выходных элементов и фильтра - это планирую на отдельную плату, чтобы при необходимости менять на другую частоту.
Почти вся разводка на верхнем слое. Дорожки нижнего слоя отображены затемненным зеленым цветом - там только дорожка +18 вольт и дорожка от модулятора к мосфетам. Электролиты питания убраны - т.к. у меня они прямо на плате XL6019. Прошу покритиковать, пока плату не заказал...
|
| |
| |
| melatonin | Дата: Воскресенье, 2024-Окт-20, 21:46 | Сообщение # 188 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) В общем, мне думается, наверное всё же лучше переходить на двухтактную схему |
| |
| |
| shwonder | Дата: Понедельник, 2024-Окт-21, 13:42 | Сообщение # 189 |
|
просветленный
Группа: Модераторы
Сообщений: 3293
Статус: Offline
| На печатке номинал затворных резисторов должен быть в Омах.
модули повышающие у меня разные, но их без проблем можно установить на место. Я их поворачиваю нужной стороной вверх (чтоб подстр резистор можно было достать отверткой) и припаиваю на проволочках 0.5мм диаметром.
Учитывая накопленный опыт стараюсь делать все на одной плате, потом придется делать разводку, которая забирает время.
Внешние соединения то же в одну сторону, надо платку повернуть , а у нее провода тянуться в разные стороны, приходится отпаивать.
Лучше все соединения вывести рядом и на разьем.
Дроссель стока я бы ставил рядом. И если два транзистора то стоки соединил бы проволочным мостиком - если подозрение на неисправный транзистор то без проблем найти неисправный.
Та и фильтр на ту же плату. У меня на кольцах Т106-2 без проблем 100-200вт длительно и без особого нагрева.
И оно вам надо плодить платы ?
Цитата melatonin ( ) и это уже получается другой проект.
Цитата melatonin ( ) Сколько в пределе можно получить на двухтакте - примерно 2 кВт при питании в районе 250 вольт?
этот передатчик для 100-150вт , если больше то лучше другой принцип построения, например мост.
|
| |
| |
| melatonin | Дата: Понедельник, 2024-Окт-21, 16:31 | Сообщение # 190 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Спасибо, да - ошибся в номинале. Разъемы перенесу.
Дроссель поставить рядом с мосфетом - это из-за удобства или если ставить подальше - будут какие-то проблемы?
2кВт - это я тупо экстраполировал моделирование от kotrad78 для двухтактной схемы:
"Теперь, давайте представим, что на ШИМ модулятор подадим питание 96В .. В режиме молчания, в антенну будет уходить несущая около 35Вт"
...
"Те же 200Вт на пиках речи можно будет получить при 31В питании, а не 96В. И напряжение на стоке будет чуть меньше, около 250В, вместо 400"
31Вольт * 8 ~= 250 Вольт
35 Ватт * 64 ~= 2000 Ватт
Но не посмотрел, что там будет с напряжением и током на карбидах...Цитата shwonder ( ) этот передатчик для 100-150вт
А так наверное можно и эту простую схему "складывать" последовательно (как в классе-Е на 24 мосфетах с сайта classeradio) - 4-ре штуки так объединить например. Модульность кажется проще в каком-то смысле, чем более сложная схема. Собирать и налаживать отдельный такой модуль проще. И вот наловчился делать один модуль, наклепал их нужное количество, собрал из них. Потом и менять можно быстро, если какой-то из строя выходит. Ну такие у меня мысли по поводу схемы в этой теме...
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2024-Окт-22, 03:09 | Сообщение # 191 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 619
Статус: Online
| Цитата melatonin ( ) Карбид вроде держит до 1200 вольт и 24 ампера этот, до 192 Ватт в тепло готов отдавать. В табличке у Вас результаты замеров, 100 вольт = 350 ватт при 4 амперах. По идее карбид должен в этой (исходной) схеме и 1 кВт потянуть?
Всю эту ситуацию нужно рассматривать немного с другой стороны.
Да, эти карбиды рассчитаны на 1200В, однако, это при условии, что вы купите оригинальный и новый американский карбид, который стоит около 25$ за штуку. Если же купите б/у, или китайские аналоги, то, я бы предельную планку сразу опустил бы до 900В.
Таким образом, будем рассматривать такой режим работы, чтобы на стоке напряжение не поднималось выше 900В. По моим экспериментам я выяснил, что, когда КСВ в антенне около 10 (сильно не настроена антенна), то напряжение на стоке получается около Х10-11 от напряжения питания. Этот предел и будем рассматривать, как аварийный предел, при котором карбид ещё останется живым.
Итак, предел у нас 900В, и при плохом КСВ, обрыве и т.д., напряжение на стоке подскакивает до Х10 раз. Следовательно, 900 делим на 10 = 90В. Вот, 90 Вольт - это разумный предел максимального питания однотактного передатчика, с запасом на живучесть. Какая будет мощность при 90В питании - указано в начале сообщения.
Да, не спорю, напряжение питания можно поднимать и выше. Но, это при том, что у вас в проекте будет гарантированная аварийная защита в случае обрыва антенны, КЗ и высокого КСВ. Правильно настроенный передатчик, при максимально согласованной антенне имеет напряжение на стоке примерно Х3..4, но, чем больше будет напряжение питания, тем этот "икс" будет возрастать, такова особенность мосфетов, поэтому, возьмём с запасом Х6.
900/6 = 150В. Вот, предел питания для однотактного передатчика на 1200В карбидах. Опять же, при гарантированных аварийных защитах. Если защиты делать лень, и хочется надёжности, то 90-100В предел питания.Добавлено (2024-Окт-22, 03:31)
---------------------------------------------
Хотя, промышленность выпускает и довольно экзотические карбиды, на 1700В сток-исток.
Это американская компания Генесик https://genesicsemi.com/ru/sic-mosfet/
1. G3R160MT17D, 1700В, 160мОм, 138Вт, Rise Time 12нС, средняя цена 30$ https://www.lcsc.com/datashe....757.pdf
2. G3R45MT17D, 1700В, 45мОм, 364Вт, Rise Time 19нС, средняя цена 40$ https://www.lcsc.com/datashe....724.pdf
Оба карбида подойдут для наших задач и будут иметь очень высокую надёжность. Но, цена, конечно та ещё)).
|
| |
| |
| melatonin | Дата: Вторник, 2024-Окт-22, 10:09 | Сообщение # 192 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Понял. Да, как то не задумывался об этом. Я при запуске прд вначале настраиваю согласуйку по НаноВНА, потом смотрю КСВ при небольшой мощности и только потом врубаю на полную.
Но получается, если не бояться палить мосфеты - киловатт таки можно давать на этой схеме. Карбиды я б/у купил на али - стоят "копейки" в пересчете на один. Но пока не пробовал - не знаю, насколько живые пришли.
Но в двухтакте, который вы предложили выше, получается всё легче же? Там ток выше, напряжение меньше даже на одном мосфете, а их там две штуки. Не прикидывали, сколько по вашему опыту можно на таком двухтакте "безопасно" получить? Ну и в этой же схеме - если 2 мосфета поставить - тоже ведь полегчает в плане напряжения?
----------------
"Хотя, промышленность выпускает и довольно экзотические карбиды, на 1700В сток-исток. "
Интересные. Но потенциал даже этих 1200В/24А не раскрыт - упираемся в напряжение, а ток далек даже от "долговременного" предела, так же как и рассеиваемая мощность очень далека от 192 ватт. То есть при 100 вольт питания надо повышать ток и за счет этого получать заметно большую оптимальную мощность, оставаясь в "безопасном" для эксплуатации карбида режиме.
Сообщение отредактировал melatonin - Вторник, 2024-Окт-22, 10:16 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2024-Окт-22, 13:12 | Сообщение # 193 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 619
Статус: Online
| Цитата melatonin ( ) Ну и в этой же схеме - если 2 мосфета поставить - тоже ведь полегчает в плане напряжения?
1. Я двухтактный передатчик ещё не делал. В своё время только делал двухтактный, линейный УМ для SSB. Он, конечно лучше однотакта, но, его весьма сложно настраивать. Проблема в выходном трансформаторе. Подбирать витки, тип провода, их взаимное расположение, тип колец или готовых биноклей... поверьте, тот ещё геморрой. А так, главное отличие двухтактного передатчика от однотактного только в одном. На двухтакте можно получить ту же выходную мощность, как и у однотакта при меньшем напряжении питания, примерно в 3-4 раза. При этом, напряжение на стоках в обоих схемах почти равны. На двухтакте чуть меньше. То есть, в плане простоты повторения - однотакт лучше.
2. Добавление второго транзистора в параллель, в однотакте практически ничего не меняет. Выходной мощности это не добавит, т.к. сопротивление каналов у транзисторов и так низкое, десятки миллиОм. Тепла они выделяют тоже умеренно, поэтому и одного транзистора хватит. Единственный плюс от второго транзистора - это небольшое снижение напряжения на стоке. Посмотрите 169 сообщение на 12 странице.
Как уже говорилось ранее, настройка такого передатчика заключается в установке с помощью осциллографа напряжения на стоке, чтобы оно было не выше 3-4 раз от напряжения питания. Обычно его понижают, добавляя (подбирая) конденсатор между сток-истоком. Я пробовал ставить советские, слюдяные КСО на 500В, однако, они вызывали сильный ВЧ звон (индуктивность ножек и т.д. 152 сообщение на 11 странице), поэтому, методом проб нашёл решение - вешать карбид-кремниевые диоды Шоттки на 1200В. У них высокая (50-100пФ) ёмкость п-н перехода и они не вызывают ВЧ звона. Вот как раз в 174-м сообщении на 12 странице этот эксперимент. Стоят эти диоды (китайские GC4D10120A) около 2.5$ за штуку, что доступно.
Что могу практического посоветовать при настройке передатчика.
1. Делайте вашу плату для двух транзисторов, но соберите передатчик сначала на одном транзисторе. Подключите на выход неиндуктивный резистор 50 Ом, эквивалент нагрузки. Лично я применяю вот такой резистор https://aliexpress.ru/item/32840358768.html прикрученный на радиатор от компьютерного кулера, а к резистору припаян тонкий РК-50 кабель.
2. Подайте на передатчик с блока питания 15В и осциллографом, в режиме щупа Х10 посмотрите, какая будет амплитуда на стоке. Она должна быть около 45-60В, то есть Х3-4 от напряжения питания.
3. Если это напряжение значительно выше, то, где-то вы допустили ошибку(возможно неверные номиналы элементов ФНЧ), нужно искать причину. Если же это напряжение чуть-чуть выше, допустим 75В, то есть Х5 - попробуйте параллельно сток-исток транзистору подключить карбид-кремниевые диоды Шоттки на 1200В, сначала 1, потом 2шт и т.д. В итоге, вы должны добиться на стоке Х3-3.5 от напряжения питания.
4. После этого, установите второй карбид. Если напряжение на стоке выросло - убирайте второй карбид, он не нужен. Если опустилось - оставляйте, второй карбид будет полезен.
При этом, не забывайте с помощью тепловизора следить за нагревом п-р транзисторной пары, которая работает в качестве драйвера. Ведь она и от одного карбида будет нагреваться градусов до 60-70, а с двумя может и к 100 подойти, что плохо.
По поводу рассеиваемой транзистором мощности. Это, можно сказать условный параметр)). 192Вт? Представьте 200Вт паяльник и сравните его с ТО-247 корпусом). Думаете металлический пятачок (фланец) такого транзистора сможет отвести 200Вт тепла?)
И общие советы про "хочу киловатт".
1. Лучший усилитель - это эффективная антенна. У одного радиолюбителя может быть 100Вт передатчик, и, например диполь, два луча по 25м на высоте метров 30-40. У другого радиолюбителя 1кВт, и 20-30м верёвка, закинутая на 6м дерево на даче или в гаражах. На дальней дистанции их будет слышно одинаково.
2. Строить киловаттные передатчики на транзисторах можно, но, для них нужно строить много цепей быстродействующих защит.
3. Оптимальный вариант для простого и надёжного повторения - это передатчик на 150-200Вт, у которого в микрофонном тракте стоит компрессор, схем их разное множество. Наличие компрессора позволит вашей 150Вт станции звучать как 500Вт станция. Условно конечно.
|
| |
| |
| melatonin | Дата: Вторник, 2024-Окт-22, 14:23 | Сообщение # 194 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 110
Статус: Offline
| Спасибо за развернутые пояснения! Опыта с такими конструкциями нет - поэтому и выбрал эту конструкцию для повторения, кажется, должно быть просто.
Такие же резисторы для эквивалента использую - только я их 4 штуки на большом радиаторе разместил.
Цитата kotrad78 ( ) Думаете металлический пятачок (фланец) такого транзистора сможет отвести 200Вт тепла?
Про антенну понятно. Я вертикал использую - делал под нужную частоту, на другие настраиваю через УСС от Р-140 - довольно удобно получается.
Тепловизор удобная штука - видел ваши картинки тут на форуме. Посоветуете может какой?
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2024-Окт-22, 16:33 | Сообщение # 195 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 619
Статус: Online
| Цитата melatonin ( ) Сколько на нем рассеивается от выходной мощности - процентов 5?
Нет, подобные однотактные передатчики, если правильно настроены имеют КПД около 80%. Если вы получите выходную мощность, например 250Вт, то в тепло на транзисторе будет выделяться около 60Вт. А отвести 60Вт от транзистора даже ТО-247 довольно трудоёмко. Можете посмотреть в этой теме ранние записи. Я брал медную 5мм шину заземления, шириной около 5см и длиной около 15см. Шлифовал её до ровного состояния и зеркального блеска. На неё прикручивал через оксид-алюминиевые термопрокладки карбиды. А на саму шину устанавливал компьютерный кулер. Тепло от транзистора уходило в медь, от неё в кулер. Плюс воздушный поток кулера ещё сверху дул на транзистор. Медь переводит тепло довольно быстро, быстрее алюминия. И оксид-алюминиевые термопрокладки тоже тепло очень быстро переводят, гораздо лучше слюды, и в 10 раз лучше силиконовых прокладок.
Прокладки брал тут, 1мм толщиной, можно выбрать с отверстием, можно без: https://aliexpress.ru/item/1005005122359439.html
По поводу тепловизора, у меня Infiray P2 Pro + ИК макролинза, брал тут https://aliexpress.ru/item/1005006176190957.html Его можно к смартфону подключать, а можно к ноутбуку или пк, программа для управления через пк - TCView 0.6.9.1
|
| |
| |
|
