Усилитель на IRF510.

Обсуждение аппаратуры для радиосвязи.
Аватара пользователя
ru0aog
Сообщения: 2193
Зарегистрирован: 31 янв 2013, 10:49
позывной: RU0AOG
CиБи позывной: Апрель
Имя: Станислав
Откуда: QTH locator: NO65JX # RDA KK-04
Контактная информация:

Re: Усилитель на IRF510.

Сообщение ru0aog » 19 янв 2017, 16:52

Постоянная составляющая тока стока Iс.0 = 3А,
для режима В а0=0,319,
максимальный импульс тока стока Iс.m = Iс.0 / а0 = 3А / 0,319 = 9,4 А.
предельный пульсирующий ток - 20 А.
Или 10 А при 14В - длительность импульсов более 500 мкс (частота 2 кГц), у нас частоты выше, поэтому - годится.
SOA.JPG
Определяем линию граничного режима (ЛГР), смотрим на стоковые характеристики IRF510:
ЛГР.JPG
Крутизна ЛГР - 8,5 А на 5 В или 8,5/5= 1,7 А/В.
Свое изделие изъяна не имеет.
Аватара пользователя
ru0aog
Сообщения: 2193
Зарегистрирован: 31 янв 2013, 10:49
позывной: RU0AOG
CиБи позывной: Апрель
Имя: Станислав
Откуда: QTH locator: NO65JX # RDA KK-04
Контактная информация:

Re: Усилитель на IRF510.

Сообщение ru0aog » 19 янв 2017, 17:02

При максимальном импульсе тока стока Iс.m = 9,4 А, минимальное напряжение на стоке:
Uс.min = 9,4А / 1,7А/В = 5,5 В. Многовато...ну да ладно.

Амплитуда переменного напряжения на стоке:
Uc.m = Uпит - Uс.min = 14 - 5,5 = 8,5 В.

Амплитуда первой гармоники тока стока:
Iс1 = 0,5*Iс.m = 0,5*9,4 А = 4,7 А.

Мощность, отдаваемая одним транзистором в нагрузку:
Рг = 0,5*Uc.m*Iс1 = 0,5*8,5*4,7 = 20 Вт.
Четыре транзистора отдадут 20*4 = 80 Вт.

Мощность, рассеиваемая одним транзистором:
Рс = Ро - Рг = 43 - 20 = 23 Вт.

Сопротивление нагрузки стока:
Rэ = Uc.m/Iс1 = 8,5В/4,7А = 1,8 Ом.

У нас транзисторы в плече включены параллельно, поэтому сопротивление будет 1,8/2 = 0,9 Ом.
Сопротивление нагрузки = 50 Ом.
Коэффициент трансформации одного плеча n = корень(R1/R2) = корень(50/0,9) = 7,5.
Если бы у нас выходной трансформатор совмещал функции Тр2 и Тр3, то первички были бы 1+1, а вторичка - 7,5 витков.
Общий Ктр = 2/7,5 = 0,266.

Принимаем Тр3:
первичка 1 виток, вторичка 4 витка. Ктр = 0,25.

Чтобы получить импульс стокового тока 9,4 А, нужно подать на затвор порядка Uз.m = 12 В.
Выходит, напряжение на вторичке Тр1 должно быть U2.тр1 = Uз.m/1,414 = 8,5 В.

Коэффициент усиления по мощности данного усилителя порядка 10..20. Примем 15.
Значит, чтобы получить 80 Вт на выходе, на вход нужно подать 80/15 = 5 Вт.
Сигнал 5Вт/50Ом будет иметь напряжение 16 В.
Коэффициент трансформации Тр1 n = 16/8,5 = 2,
т.е. первичка 4 витка, вторичка - два.

Функция Тр2 в основном напоминает функцию дросселя - индуктивное сопротивление обмотки должно быть достаточно большим, чтобы отсечь переменную составляющую. Поэтому считать витки не будем, а намотаем до заполнения.

Посмотрим, должно взлететь :D
Свое изделие изъяна не имеет.
Vlady
Сообщения: 1
Зарегистрирован: 27 янв 2017, 12:16
Имя: Владимир

Re: Усилитель на IRF510.

Сообщение Vlady » 27 янв 2017, 12:45

>> Единственно, чере разделительные конденсаторы будет прокачиваться приличная
>> мощность. Наверное надо туда поставить что-то типа КСО.


ru0aog, ну да, причём не "приличная", а полная.

И ещё кое-что подчеркну:

1.
В средней точке Тр2 стоит блокировочная ёмкость 100нФ. Так вот на ней и только на ней по очереди повисает всё питание обоих плечей (помните про почти 10А пульсирующего тока стока? этот ток как раз берётся из этого невзрачного блокирующего конденсатора), т.к. Др1 для пульсирующего тока потребления является (должен!) почти разрывом (очевидно, для переменной составляющей). Соответственно, заряда этой ёмкости должно хватать на всё время "полной мощности", а постоянная времени восстановления заряда этой ёмкости должна быть хорошо продумана. Кроме того, это обязательно должен быть Low ESR конденсатор, а правильнее - батарея из таких конденсаторов. Более того, в такой батарее должны быть как "силовые" конденсаторы, способные на 30МГц работать без потери мощности, так и шунтирующие их высокочастотные достаточной ёмкости, корректно отдающие свой заряд в нагрузку на основных гармониках верхней части диапазона, т.е. хотя бы на 100МГц.

2.
Др1, кстати, лучше намотать на кольце из распылённого железа с распределённым магнитным зазором (из старых компьютерных материнок или даже БП ATX), т.к. феррит на постоянном токе имеет кучу побочных эффектов, и просто так "намотать побольше витков" - "контрпродуктивно".
Ответить