|
|
  |
Индуктивность и ВЧ мощность |
|
|
|
Aug 31 2017, 07:01
|
Знающий
   
Группа: Участник
Сообщений: 773
Регистрация: 19-07-11
Из: г.Николаев, Украина
Пользователь №: 66 305

|
Цитата(Alexgus @ Aug 24 2017, 13:48)  Питание транзистора 12В, а 10 Вт на 50 Ом - это уже 22 В... Получается, нагрев идёт за счёт механизма согласования, индуктивность сама себя греет самоиндукцией? Запутался слегка. Немножко не так. Нагрузка 50 Ohm - это нагрузка всего каскада, по выходу СЦ. А чтобы получить мощность 10W при питании 12V, сопротивление нагрузки , приведенное к коллектору транзистора должно быть корень(V^2/(2*P)), и в Вашем конкретном случае - всего 2,2Ohm. Такое сопротивление уже сравнимо с сопротивлением потерь в индукторе. Добротность контура СЦ определяется отношением согласуемых сопротивлений и в данном случае должна быть не менее 20. А слабым звеном, ограничивающим добротность в любом практически реализованном контуре есть как правило индуктивность. Получается, тепловые потери в индукторе становятся сравнимы с мощностью в нагрузке. Как ни печально, но единственный путь побороть проблему, установить индуктор с более высокой добротностью.
|
|
|
|
|
Sep 1 2017, 18:08
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 17
Регистрация: 26-05-16
Пользователь №: 91 921

|
Цитата(Proffessor @ Aug 31 2017, 10:01)  Немножко не так. Нагрузка 50 Ohm - это нагрузка всего каскада, по выходу СЦ. А чтобы получить мощность 10W при питании 12V, сопротивление нагрузки , приведенное к коллектору транзистора должно быть корень(V^2/(2*P)), и в Вашем конкретном случае - всего 2,2Ohm. Такое сопротивление уже сравнимо с сопротивлением потерь в индукторе. Добротность контура СЦ определяется отношением согласуемых сопротивлений и в данном случае должна быть не менее 20. А слабым звеном, ограничивающим добротность в любом практически реализованном контуре есть как правило индуктивность. Получается, тепловые потери в индукторе становятся сравнимы с мощностью в нагрузке. Как ни печально, но единственный путь побороть проблему, установить индуктор с более высокой добротностью. Спасибо. Вроде стало понятнее. У этой индуктивности на наших частотах добротность больше 60, но, видимо, не достаточно. Выходит, самое надёжное - перейти на согласование трансформатором? P.S. Что можно почитать толкового по поводу согласования? Абстрактный поиск в гугле результата не дал.
|
|
|
|
|
Sep 4 2017, 18:51
|
Знающий
   
Группа: Участник
Сообщений: 773
Регистрация: 19-07-11
Из: г.Николаев, Украина
Пользователь №: 66 305

|
Цитата(Alexgus @ Sep 1 2017, 21:08)  У этой индуктивности на наших частотах добротность больше 60, но, видимо, не достаточно. Выходит, самое надёжное - перейти на согласование трансформатором? P.S. Что можно почитать толкового по поводу согласования? Абстрактный поиск в гугле результата не дал. Можно снизить требования к добротности элементов СЦ, применив двухступенчатое согласование, из двух звеньев. Но если нельзя менять схему и разводку платы, это не вариант. Попробуйте поставить мощный "силовой" дроссель, из тех что применяются в импульсных блоках питания. Они есть и в SMD-исполнении (Bourns, Coilcraft). Там наверняка найдется достаточно высокодобротный.
|
|
|
|
|
Sep 11 2017, 20:14
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 17
Регистрация: 26-05-16
Пользователь №: 91 921

|
Цитата(Tarbal @ Sep 9 2017, 06:56)  Был у нас такой случай. Материал сердечника был неправильный для такой частоты. Что вы используете в качестве сердечника? Воздух.
|
|
|
|
|
Oct 5 2017, 08:51
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 282
Регистрация: 17-04-15
Пользователь №: 86 252

|
Цитата(Alexgus @ Aug 24 2017, 00:49)  ...Может, посоветуете в какую сторону копать, литературу конкретную? Вся проблема в толщине скин-слоя. Частота 200 МГц, нагрузка 50 Ом, мощность 10 Вт. Переменный ток через индуктивность около 0,5А (можно посчитать и точнее). Как не странно... Толщина скин слоя всего около 4 мкм. Если диаметр провода катушки 1 мм, то действующее сечение провода около 0,0063 мм^2. Получается плотность тока около 80А/мм^2. При допустимой плотности тока 20А/мм^2. Думаю, что у вас сечение провода еще меньше. Указанные токи 4...5А для вашей катушки, это для низких частот (даже для постоянки). На 1 МГц скин-слой - 66 мкм, что может быть уже достаточно для этого тока. Вам надо увеличивать диаметр провода катушки. Боюсь, что чип-индуктивностью здесь не обойтись. Или вычислять рассеиваемое тепло за время наличия сигнала, чтобы катушка не отпаялась. Хотя, 100 градусов м.б. и не так страшно. Надо просто проследить, что температура не растет при длительной работе.
|
|
|
|
|
Oct 6 2017, 01:39
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 282
Регистрация: 17-04-15
Пользователь №: 86 252

|
Цитата(Hale @ Oct 6 2017, 08:02)  Толщина скин слоя всего около 4 мкм. с половиной. Ток проходит до трех глубин скинслоя. Т.е. 12 мкм. Толщина медного слоя 1/2 унции на квадратный фут - где-то 17-18 мкм. Ток на частоте 200 МГц течет по обеим сторонам, и вовсе не "прячется" на внутренней стороне, как на 20ГГц, скажем. Так что для проводки в целом нормально. А вот если крутить из провода, надо либо тонкий и мирится с потерями, либо очень толстый(с большой поверхностью), либо какой-то хитрый с эллиптическим сечением.... хз.. Можно и дальше посчитать, т.к. в толщине 3-и скин-слоя течет 95% тока. Но, распределение тока не линейно по глубине проникновения. Соглашусь на 2-а скин-слоя. А к чему эти унции-футы? Это, чтобы нам мозг взорвать?! Не понял вашу фразу "Ток на частоте 200 МГц течет по обеим сторонам, и вовсе не "прячется" на внутренней стороне, как на 20ГГц, скажем." По каким сторонам? У проводника есть только одна внешняя сторона. И каким образом ток на 20 ГГц "прячется" где-то?
|
|
|
|
|
Oct 19 2017, 08:07
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 735
Регистрация: 11-10-11
Пользователь №: 67 667

|
Цитата(Redcrusader @ Oct 6 2017, 04:39)  А к чему эти унции-футы? Это, чтобы нам мозг взорвать?! Это не ко мне. Это стандартная заморская маркировка. Со времен царя гороха толщину меди измеряют в том, сколько ее унций раскатали на квадратный фут. Цитата(Redcrusader @ Oct 6 2017, 04:39)  Не понял вашу фразу "Ток на частоте 200 МГц течет по обеим сторонам, и вовсе не "прячется" на внутренней стороне, как на 20ГГц, скажем." По каким сторонам? У проводника есть только одна внешняя сторона. И каким образом ток на 20 ГГц "прячется" где-то? Фигвам. У плоской дорожки есть две стороны. Верхняя, на границе с воздухом, и нижняя, на текстолите. На постоянном токе, понятно, током заполняет весь проводник. На низких частотах ток распределяется поровну сверху и снизу. А вот на СВЧ уходит на сторону подложки, для поддержания квази-ТЕМ волны между ним и землей на противоположной стороне. Это, кстати, надо учитывать при заказе плат на керамиках. Многие технологи, не задумываясь, пылят медь и серебро на никель, цинк, а золото на платину, потом берут мультиметр и показывают, "во какое низкое сопротивление!" Цитата Можно и дальше посчитать, т.к. в толщине 3-и скин-слоя течет 95% тока. Но, распределение тока не линейно по глубине проникновения. Соглашусь на 2-а скин-слоя. Это обоснованно только на СВЧ. А на НЧ, как я сказал, ток течет поровну с обеих сторон, поэтому этот "остаток" на "тройной" глубине проникновения складывается с остатком тока противоположной стороны. Так что до 200 МГц сердцевина проводника не такая уж "пустая". Tarbal, многожильные, они же stranded wire, плохо себя показывают в катушках и трансформаторах. причин там много, все технологические. Практичнее делать все то же самое, из тех же жил, но соединенных последовательно при меньшем токе. Т.е. как я сказал, брать меньшего сечения.
|
|
|
|
|
Oct 20 2017, 01:30
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 282
Регистрация: 17-04-15
Пользователь №: 86 252

|
Цитата(Hale @ Oct 19 2017, 15:07)  ....Со времен царя гороха толщину меди измеряют в том, сколько ее унций раскатали на квадратный фут. ... Фигвам. У плоской дорожки есть две стороны. Верхняя, на границе с воздухом, и нижняя, на текстолите. На постоянном токе, понятно, током заполняет весь проводник. На низких частотах ток распределяется поровну сверху и снизу. А вот на СВЧ уходит на сторону подложки, для поддержания квази-ТЕМ волны между ним и землей на противоположной стороне. Это обоснованно только на СВЧ. ....Так что до 200 МГц сердцевина проводника не такая уж "пустая". ... Tarbal, многожильные, они же stranded wire, плохо себя показывают в катушках и трансформаторах. причин там много, все технологические. Практичнее делать все то же самое, из тех же жил, но соединенных последовательно при меньшем токе. Т.е. как я сказал, брать меньшего сечения. Ну, это тогда со времен "царя" Вельгельма! У них все как не у людей (хотя, это они нас за людей не считают). Давайте уже работать в системе СИ и не "умничать". Теперь ваша мысль понятна. :-) Но мы речь ведем про одиночный проводник в воздухе. И не соглашусь, что при 200 МГц, что-то отлично от 300 МГц, т.к. 300 МГц уже "обзывают" СВЧ. Даже на 30 МГц хорошо серебрят детали радиопередатчиков. Сам "соскребал" с ламп серебро для покрытия поликоровых плат, т.к. на тех лампах был ооочень толстый слой серебра. :-) Конечно, это был "мартышкин труд", учитывая распространение квази-TEM волны в микрополоске, как вы отметили, но паять что-то на микрополосок было проще. ... Литцендрат "работает" только в районе 1...30МГц (выше "по желанию"). Да, ОН очень не технологичен на частотах выше 100 МГц.
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|