Добрый день.

Может кто сталкивался с такой ситуацией.

Есть передатчик, работает на частоте 400 МГц. Выходная мощность порядка 1Вт. Выходной каскад передатчика сделан на транзисторе RD01MUS2. Непонятно по каким причинам сгорает иногда сгорает выходной транзистор, причем когда устройство уже собрано в корпус и заклеено (корпус герметичный). Из 20 передатчиков сгорает у заказчика порядка 4-5. (у нас при проверке почти не горят).
Сгорает именно в момент включения. (т.е. он либо включился и нормально работает, либо сразу сгорел не сделав ни одной посылки)

При отладке платы на согласованную нагрузку никаких сгораний нет.
Можно было бы подумать что есть рассогласование с антенной, НО антенна согласована (проверено на анализаторе) и когда я специально рассогласовываю антенну руками - сгораний также нет.

Работает устройство на литиевых батарейках напряжением 10 В. Питание выходного каскада 6,8 В через понижающий преобразователь.

Буду очень благодарен если кто подскажет что-нибудь. Или подкинет свежую идею.

Разводка ВЧ, переходные, и прочие замечания это все правильно, но если заказчика устраивает в данном случае можно забить и учесть на будущее.
Хотя никто не гарантирует, что правильная версия заработает сразу
Предлагаю в качестве временного решения, поставить мощный неубиваемый TVS на 12V параллельно C82.
Если дело в переходных процессах DCDC, TVS задолго до порога в 30V удавит выброс.
При выгорании TVS можно решить более крадинально.
Поставить последовательно R83 предохранитель, параллельно C89 TVS+ MOV оба на 12V.
Это будет неубиваемая схема. Гореть будет предохранитель, но конечно надо разобраться
виноват ли DCDC, и если виноват, то править DCDC а не бороться с последствиями его неверной работы.

Сообщение отредактировал hsoft - Mar 3 2017, 02:35

Топологию разводил явно человек, далёкий от ВЧ. Отсюда усилитель может возбуждаться при изменении температур и режимов работы. Вы бы хоть примеры посмотрели, как делают топологию ВЧ усилителей...

Если есть опыт в проектированиии расчете, производстве и тестировании то заработает с высокой вероятностью. Для меня этап пройденный несколько раз, по этому сразу видны проблемы.
Ваше предложение не верное, TVS не спасет. Просто почитайте даташиты и посмотрите его время реакции. И мощный неубиваемый TVS внесет свою емкость, динам емкость и не позволит их использовать. Да и внутри в затворе этого транзистора стоит подобная расчитанная защита. Вы просто не учитываете что будет при плохом ксвн с этой разводкой этого TXa. В MWO помоделируйте эту платку, не сложно, ... ну если конечно умеете, будет над чем задуматься.

Конкретно по схемотехнике, R82 должен быть раз в сто меньшего номинала, а так, что-то грубейшее. Ну да, мало виасов, можно было бы общую топологию поаккуратней сделать. Но извините, откройте любую китайскую портативку, там такого же уровня трассировка, работает она на хрен знает на какую нагрузку, за антенну могут держаться руками, а мощность и более 1Вт зачастую. Ну и по громадному опыту общения с ними, могу точно сказать, что выход из строя выходных каскадов ну точно не 25%. Так, что что-то грубейшее.

Как бы там ни было, считаю автору самый дельный совет дал MePavel, по результатам замеров узнать какой процесс палит транзисторы, а уже потом двигаться дальше.

Сообщение отредактировал hsoft - Mar 3 2017, 11:15

TVS имеет смысл ставить с пробивным напряжением около 8 В. При 12 В питания RD01MUS2 можно быстро вывести из строя при превышении как Uси max, так и Pmax.
Если возникает самовозбуждение за рабочей полосой в режиме ХХ при 12 В питания напряжение Uси может легко превышать 30 В.
Мне интересна идея применения MOV вместе с TVS (никогда не использовал MOV с низким рабочим напряжением и потому непонятно, что это даёт).

P.S. Схема входного смещения транзисторов V3 и V4 несколько необычна. По постоянному току есть связь между первым и вторым каскадом. Ток покоя RD01MUS2 по моим расчетам где-то 200...250 мА, что достаточно много. Таким образом, рассеиваемую мощность в 1,5 Вт в покое считаю не очень приемлемой, учитывая плохой отвод тепла от корпуса транзистора. Да и при 1 Вт выходной мощности КПД для батарейного питания явно маловат будет.

Откуда такой ток покоя 200...250 мА? При питании то 10 Вольт, питание выходного каскада 6,8 В. Там RF7309 к 5.1V притянут, затем делитель. Хотя нет левой части схемы, вряди что там экзотическое. Да и смещение вероятно подается перед подачей сигнала.

На участке Uси = 6,8...10 В при Uзи=3...3.2 В ток стока практически не меняется (участок насыщения тока стока на выходных ВАХ (в datasheet диаграмма "Vds-Ids CHARACTERISTICS"). Кроме того, выходные ВАХ снимаются в изотермическом (импульсном) режиме, т.е. без существенного нагрева канала транзистора. При токе 200 мА температурный коэффициент порогового напряжения отрицательный, поэтому за счет саморазогрева ток покоя ещё немного подрастет (думаю что на 20-50 мА, в зависимости от результирующего теплового сопротивления всей конструкции).

Возможно и так, логика работы мне неизвестна. Тем более, что во время испытаний заказчик может входное смещение и не снимать.

Uзи=3...3.2 В откуда там столько?

Даже промоделировал. Оказывается 3.2 В.

Если так рассуждать то да, там делитель 1K и 2K это обеспечивают. Но я не уверен, что они полностью тркрывают RF7309 до 5.1V если есть слева проц он может обеспечивать и другие режимы. Тогда смещение в точку режима A происходит перед подачей сигнала, постоянного смещения как такого нет. Кпд да низкий, но это основные стабильные режимы работы таких усилителей для этих частот.

Ключи в IRF7309 открываютcя полностью с запасом. Причём мощнейший N-канальный транзистор, через подтягивающий резистор R62=100 кОм открывает не менее мощнейший P-канальный транзистор, который затем управляет цепью слаботочного смещения с потребляемым током в несколько миллиампер!
Отмечу, что IRF7309 выходит на ток более 100 А, а им управляют нагрузкой в 2 мА и 50 мкА (R62) ! Для этой задачи хватило бы c большим запасом BC846 и BC856.
Поскольку IRF7309 очень мощный, то токи утечки p-n-перехода, особенно при повышенной температуре могут достигать десятков и сотен микроампер, таким образом подтягивающий резистор R62=100 кОм при разогреве передатчика может перестать выполнять свои функции.


Стабильные режимы обычно при токе покоя, указанном в даташите, т.е. при 100 мА. При Uзи = 3,2 В с учётом саморазогрева ток покоя может достигать 300 мА, да при этом возрастет усиление, но самое главное, что рассеиваемая мощность превысит предельно допустимую Pmax. Из даташита Pmax при напайке на тестовый полигон PCB при температуре 60 С составляет 1,7 Вт. А тут получается 0,3 А *6,8 В = 2 Вт, т.е. превышение.
Кроме того, при большем токе покоя устойчивость к автогенерации ухудшится.

Если TX цифровой, для кортоких пакетов то еще как то работать будет. Хотя конечно я бы так не делал ни схему, ни плату.
... что-то ТС не появляется. Может выложит всю схему и прояснит нам, а то мы тут как то сами в догадках ..., может это ему и не нужно.

Еще есть вариант, что транзистор горит при отключении нагрузки во время передачи. Вся схема неудачная. ТС не ввел преднамеренные потери в затвор. В результате, по входу, на частотах ниже рабочих, коэффициент отражения подходит близко к 1. Это гарантирует самовозбуждение и выгорании при повышении сопротивления нагрузки.
Все тесты ТСа ни о чем. У заказчика может быть другая длина кабеля, которая попадает на частоты, кратные возможным частотам самовозбуждения.

Ну и чё тут фантазировать? Он же пишет конкретно:
/// ... Сгорает именно в момент включения. (т.е. он либо включился и нормально работает, либо сразу сгорел не сделав ни одной посылки)
При отладке платы на согласованную нагрузку никаких сгораний нет.
Можно было бы подумать что есть рассогласование с антенной, НО антенна согласована (проверено на анализаторе) и когда я специально рассогласовываю антенну руками - сгораний также нет. ///
И преднамеренные потери в затвор для этого TXа не нужны, он не широкополосный. ...