|
Передатчик на IRF740 (пока схемотехника)
| |
| kotrad78 | Дата: Суббота, 2024-Янв-06, 10:46 | Сообщение # 1 |
 продвинутый
Группа: Пользователи
Сообщений: 465
Статус: Offline
| "Карбидные" полевики на 1200В С-И хоть и надёжные, но, если новые, стоят ужасно дорого, а б/у-шные неизвестно сколько отработают. Поэтому, возникла идея разработать передатчик на простых и доступных мосфетах IRF740.
Почему именно на них? При работе с передатчиком выходные полевики чаще всего сгорают из-за слишком высокого напряжения С-И, которое появляется при обрыве, КЗ антенны или высоком КСВ. У IRF740 С-И до 400В, что достаточно для конструирования не очень мощного передатчика. Чтобы был запас по надёжности. Так же у него относительно небольшая ёмкость затвора, около 1500-2000пф, что позволит работать и на 1.7 и на 3МГц.
Для раскачки транзисторов было решено взять драйвер UCC27322P, поскольку он отлично работает на 3МГц. Максимальная выдерживаемая мощность этим драйвером около 300мВт, что, в ходе моделирования оказалось недостаточным для нормальной раскачки IRF740 на частоте в 3МГц. Поэтому, между этим драйвером и выходным мосфетом был поставлен дополнительный драйвер на комплиментарной паре BD139 - BD140.
Общая конструкция такова: Драйвер UCC, на его выходе два драйвера BD139-140. К каждому драйверу подключено в параллель по два IRF740. В стоки выходных транзисторов подключен симметрирующий трансформатор (предполагаю, что его можно намотать на ВЧ феррите, в два провода, начало одной обмотки + конец другой, получается средняя точка. Она идёт на стоки транзисторов, остальные выводы на источник питания и выходной ФНЧ). Вот общая схема:
К стокам транзисторов так же поставлен защитный диод на 200В, который будет как гасить ВЧ пульсации при нормальной работе, так и защитит полевики в случае обрыва или КЗ в антенне. Напряжение драйвера UCC выбрано в 10В. При таком напряжении и раскачка полевиков нормальная, и потребляемая мощность UCC около 120-150мВт (при предельной в 300мВт)
Вот, какие получились результаты моделирования.
Uпит 12В, выходная мощность 20Вт, тепловыделение каждого IRF740 2Вт
Uпит 24В, выходная мощность 80Вт, тепловыделение каждого IRF740 4Вт
Uпит 36В, выходная мощность 180Вт, тепловыделение каждого IRF740 5Вт
Вот рисунок параметров передатчика при Uпит 36В.
Моделировал подачу питания в 48В, выходная мощность поднималась до 300Вт, но, уже начинал работать защитный диод на 200В, ограничивая пики на стоках. То есть, 36В - это максимальное, безопасное питание для реального применения таких транзисторов. Конечно, всё это только моделирование, и, при реальном изготовлении, топологии монтажа, наводок, просадок, изготовлении согласующего трансформатора и китайских деталей, выходная мощность будет заметно меньше.
Но, всё же хотелось бы услышать мнение - имеет такая схема место на жизнь?) Замечания, советы, рекомендации - пишите всё.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Суббота, 2024-Янв-06, 11:14 | Сообщение # 2 |
|
продвинутый
Группа: Пользователи
Сообщений: 465
Статус: Offline
| В теории, можно вместо выходного согласующего трансформатора поставить обычный дроссель. Но, тогда придётся (и получится-ли?) полностью перерассчитывать выходной ФНЧ на новое выходное сопротивление 4-х мосфетов. Если просто убрать транс и поставить дроссель, то при Uпит=36В выходная мощность со 180Вт снижается до 90Вт. (уменьшил С1 с 47n до 4n и С4 с 480p до 48p, это чтобы сохранить тепловыделение мосфетов на том же уровне около 5Вт)
|
| |
| |
| milcin-aleksandr-1986 | Дата: Воскресенье, 2024-Янв-07, 05:56 | Сообщение # 3 |
|
продвинутый
Группа: Друзья
Сообщений: 457
Статус: Offline
| нууу по моему велосипед.........
Сообщение отредактировал milcin-aleksandr-1986 - Воскресенье, 2024-Янв-07, 06:03 |
| |
| |
| US5EVD | Дата: Воскресенье, 2024-Янв-07, 10:44 | Сообщение # 4 |
 мастер
Группа: Модераторы
Сообщений: 1152
Статус: Offline
| Цитата milcin-aleksandr-1986 (  ) нууу по моему велосипед.........
- Синтезатор у нас лучше
-Аналоговый модулятор, большой и тяжелый + стабилизатор.
Вот на модуль передатчика стоит обратить внимание.
Мое мнение.
|
| |
| |
| bakushka38 | Дата: Воскресенье, 2024-Янв-07, 14:34 | Сообщение # 5 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 127
Статус: Offline
| Модулятор большой и тяжелый только по размерам теплоотвода, не по схеме, а вот стабилизатор, как раз плюс.
Это показатель подхода к схемотехнике и класса разработки.
Другое дело, что стаб самый примитивный до неприличия :), без какой-либо мало-мальской защиты. Рег. элемент по схеме с ОК, к тому же на LMке большое падение.
Ставить его надо, вот только по схеме с Общим Истоком, на N канальных, сток(и) гальванически на "земле" без прокладок и изоляции, с пороговой отсечкой тока.
Да и падение на нем будет максимум 0,5В, а не под 2,5_3В при 15А ...
Двухтактный выход - это хорошо. По потерям, по согласованию, по подавлению второй гармоники, для которой ФНЧ не панацея.
В однотакте все равно будет пролазить.
Сообщение отредактировал bakushka38 - Воскресенье, 2024-Янв-07, 14:41 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2024-Янв-07, 15:05 | Сообщение # 6 |
|
продвинутый
Группа: Пользователи
Сообщений: 465
Статус: Offline
| Цитата milcin-aleksandr-1986 ( ) нууу по моему велосипед.........
Нашёл на ютубе видео его передатчика. В принципе, получается да, я смоделировал передатчик почти как у него, значит, на правильном пути).
Только вот у него драйвера выходных ключей на 5-ногой TC4420 в ТО-220 корпусе. Для наших реалий цена такого драйвера обнуляет простоту конструкции))).
p.s. И выходные ключи он использовал IRF640, это почти как IRF740, одинаковая ёмкость затвора, чуть меньшее сопротивление канала, но, 640-е на 200В, а 740 на 400В. 200В это практически притык для 100Вт, там на стоках амплитуда к 200В приближается. Малейшее отклонение в антенне и пшик, даже супрессор не успеет спасти. Мне кажется, что лучше всё же брать 740-е, на 400В, чтобы был двойной запас по напряжению С-И.
Сообщение отредактировал kotrad78 - Воскресенье, 2024-Янв-07, 15:15 |
| |
| |
| milcin-aleksandr-1986 | Дата: Воскресенье, 2024-Янв-07, 16:20 | Сообщение # 7 |
|
продвинутый
Группа: Друзья
Сообщений: 457
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) В принципе, получается да, я смоделировал передатчик почти как у него
для понимания принципа а комплектующие ставят исходя из реалий.
много ссылок на те источники давал в теме про класс Е если ссылки живы то там много зарубежных сайтов и еще в теме АМ ТХ мини
вот еще немного теории и пока нашёл ссылку оставлю ее тут https://dosaidsoft.com/wp/category/radio/
Сообщение отредактировал milcin-aleksandr-1986 - Воскресенье, 2024-Янв-07, 17:18 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Воскресенье, 2024-Янв-07, 17:30 | Сообщение # 8 |
|
продвинутый
Группа: Пользователи
Сообщений: 465
Статус: Offline
| Помогите разобраться в одном вопросе... Вот, в даташите на IRF740 написано, что его максимальная ёмкость затвора 1400pf. Не сочтите за рекламу, но, на Али есть один магазин, там практически всегда продаются только оригинальные транзисторы, за дорого, понятное дело. И вот, по отзывам покупателей, у IRF740 ёмкость затвора оказалась 2600-2700pf https://aliexpress.ru/item/32800603298.html
Меня это смутило... В программе смоделировал простейший стенд для проверки ёмкости модели IRF740. Программа то серьёзная, и там это всё учитывается. Подавал на затвор 3МГц импульсы и замерял амплитуду. Рядом, на переменный конденсатор подавал те же импульсы, такой же частот и такой же амплитуды. Менял ёмкость конденсатора, чтобы амплитуда сигналов на нём сравнялась с амплитудой сигналов на затворе. В итоге, ёмкость затвора оказалась так же 2736pf, что равно замерам покупателей.
И, как такое дело понимать? По даташиту максимальная ёмкость 1400pf, а в реальности и в моделировании около 2600-2700. Почему так?
|
| |
| |
| valerzar1961 | Дата: Понедельник, 2024-Янв-08, 11:14 | Сообщение # 9 |
 практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 107
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) что его максимальная ёмкость затвора 1400pf.
Где Вы увидели максимальную ёмкость, 1400 указана как оптимальная, при определённых условиях измерения, Vds=25V, и F=1.0 MHz, и Vgs=0V
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Понедельник, 2024-Янв-08, 18:02 | Сообщение # 10 |
|
продвинутый
Группа: Пользователи
Сообщений: 465
Статус: Offline
| Цитата valerzar1961 ( ) Vgs=0V
Интересно вот это... Как проводились замеры ёмкости З-И, если к затвор - истоку не прикладывалось никакое напряжение, 0.? Разве можно измерить ёмкость, не приложив напряжение?
|
| |
| |
| valerzar1961 | Дата: Понедельник, 2024-Янв-08, 23:33 | Сообщение # 11 |
|
практикующий
Группа: Пользователи
Сообщений: 107
Статус: Offline
| Цитата kotrad78 ( ) ? Разве можно измерить ёмкость, не приложив напряжение? |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2024-Янв-09, 14:47 | Сообщение # 12 |
|
продвинутый
Группа: Пользователи
Сообщений: 465
Статус: Offline
| Мне кажется, я наконец-то понял, для чего в однотактных передатчиках на мосфетах, между С-И всегда нужно ставить конденсаторы. Некоторые их называют гасящие, мол, режут ВЧ пульсации, но, я бы, наверное всё же их называл по-другому. Импульсные, может?
Смотрите. В схеме, как я планирую, будет стоять 4 мосфета. Для каждого конденсатор подобрал в 470пф. Для моделирования не обязательно каждый ставить, можно и один, общий. Это С3 (470 х 4 = 1880пф). Зелёный график - это амплитуда на стоках транзисторов. Оранжевый график - это амплитуда на выходе согласующего трансформатора. Разрешение по вертикали на осциллографе 50В.
На С-И около 48В, на выходе согласующего трансформатора около 90В. Ширина импульса - "объёмная". На выходе усилителя 16Вт, тепло на транзистора 0.6Вт (не забываем, что там их 4шт в параллель стоит).
Теперь моделируем случай, когда конденсатора между С-И нет. Условно уменьшил его ёмкость до 1пф. Что получилось.
Ширина импульса стала очень узкой, а амплитуда существенно выросла. На С-И с 48 до 120В поднялась, на выходе согласующего трансформатора с 90 до 230В. Выходная мощность поднялась с 16Вт до 21Вт, тепловыделение на транзисторе с 0.6Вт до 0.9Вт
Казалось бы, если транзистор не сильно стал горячее, то, наоборот же хорошо, что выходное напряжение поднялось? Нет. Как видим, перед ФНЧ напряжение с 90В поднялось до 230В, однако мощность поднялась всего с 16 до 21Вт. Всё потому, что ширина импульса очень сильно сузилась. Говоря проще, выходные мосфеты стали "вдувать" в нагрузку почти столько же мощности, просто "ширина" этой мощности "стала уже", а напряжение выросло.
А что будет, если не ставить этот конденсатор и поднять напряжение питания с 12 до 24В? Напряжение на С-И поднимется со 120 до 280В, напряжение перед ФНЧ почти до 400В. Как видим на схеме, уже начинает работать 200В защитный супрессор, на нём 40Вт выделяется, в реальности он бы сразу сгорел. После чего, сразу бы сгорели и все мосфеты, если бы они были рассчитаны на максимальное напряжение С-И менее 300В.
Как видим из моделирования, конденсатор между С-И очень важен. Он не только гасит "ВЧ звон", но и делает импульс напряжения не таким узким, как бы расширяя его, при этом, снижая его напряжение, тем самым спасая выходные мосфеты от пробоя по напряжению. Если ставить "карбидные" мосфеты, у которых предел С-И 1200В, то, при питании до 50-60В, ничего плохого может и не случится, но, если поднять напряжение выше, сгорят даже они. Так что, конденсатор нужно ставить всегда, особенно для обычных мосфетов.
|
| |
| |
| milcin-aleksandr-1986 | Дата: Вторник, 2024-Янв-09, 19:20 | Сообщение # 13 |
|
продвинутый
Группа: Друзья
Сообщений: 457
Статус: Offline
| https://people.physics.anu.edu.au/~dxt103/class-e/
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Вторник, 2024-Янв-09, 20:38 | Сообщение # 14 |
|
продвинутый
Группа: Пользователи
Сообщений: 465
Статус: Offline
| Цитата milcin-aleksandr-1986 ( ) https://people.physics.anu.edu.au/~dxt103/class-e/
Хорошая статья, почерпнул в ней для себя современные слюдяные конденсаторы немецкие, WIMA FKP1. Глянул на али, дорогие, но, что поделать) Для ВЧ цепей с мощными токами должны отлично подойти.
Так, они походу плёночные, блин, не годятся((
p.s. Вот такие конденсаторы подойдут в выходной ФНЧ и в цепи С-И? Имел с ними кто дело? Вроде как слюдяные, на 500В https://aliexpress.ru/item/1005004752917589.html
Сообщение отредактировал kotrad78 - Вторник, 2024-Янв-09, 21:18 |
| |
| |
| Пряник | Дата: Среда, 2024-Янв-10, 22:47 | Сообщение # 15 |
|
знающий
Группа: Проверенные
Сообщений: 218
Статус: Offline
| kotrad78,
я вот не согласен с выбором силовых транзисторов. При 12в вам нужны транзисторы 400в?
Каждый лишний десяток вольт и лишний ампер делает более тяжелым затвор транзистора.
Кроме того,высоковольтные транзисторы имеют более высокое сопротивление открытого канала транзистора.
Выбор довольно экзотического драйвера, все равно применяется транзисторный повторитель, так может и драйвер попроще взять.
И в результате у вас все равно получился выходной каскад класса Е, так есть проги для расчета таких выходных каскадов, например http://www.tonnesoftware.com/
там есть програмка http://www.tonnesoftware.com/classe.html
, та и много чего полезного.
|
| |
| |
|
