Усилитель мощности D класса на сигнал до единиц МГц, схемы, элементная база? Опции

[Hale]

продолжая разговоры из соседнего топика про измерение индуктивностей на расстоянии, подумалось что потребуется довольно мощный усилитель мощности, ИТУН. Не обязательно очень линейный, если гармоники увести достаточно далеко, то отфильтруются детектором.

А поскольку хочется раскачивать пока еще не очень определенную катушку до полуампера, а может и до ампера, наверное рационально будет делать усилитель класса D.
Штука только в том, что на операционниках и компараторах ШИМ сложно раскачать до МГц, а нужен десяток МГц, чтобы гармоники действительно отодвинуть от сигнала.

Есть ли какие-нибудь мощные высокочастотные схемы для рассмотерния? Или набор микросхем, высокочастотный ШИМ мостовой контроллер для MOSFET. очень неплохо бы с обратной связью по току.

[_Vova]

каков порядок индуктивности катушки? di/dt=1MEG, может потребоваться приличное напряжение

[Hale]

каков порядок индуктивности катушки? di/dt=1MEG, может потребоваться приличное напряжение

знаю. порядок, пока что думаю от микрогенри до миллигенри(менее вероятно). Решил делать универсальное ядро для разных приборов. DC сопротивление сложно сказать, от провода будет зависеть, а провод от тока, который сможем подать. Понятно, что мощностью будет снабжать внешний импульсный источник. Поэтому токовая обратная связь (current mode) крайне желательна.

Есть чудо-топология под названием UcD.

спасибо, довольно интересно. но выше 1 МГц она судя по статье не раскачается? И как-бы ее под мост переделать. Я вот смотрю у TI есть мостовые контроллеры с интегральной пилой на 2.5МГц, требуют только устойчивого референс-напряжения... Но хотелось бы хотя-бы в два раза выше частоту.

Рисуем ЛАХ.

мне так сложно оценить параметры пока столько неизвестных. Поэтому изначально стараюсь из пушки во воробьям. перемахнуть лучше чем не долететь. Для начала решил, одна декада вверх на ШИМ- самый минимум. Возбуждать катушку хочется вплоть до частот собственного резонанса, а это единицы МГц. И шунтированный сердечник при этом хочется раскачивать на 90%. поэтому регулировка тока крайне желательна.

А точно нужен десяток МГЦ для усилителя класса D?
УМ с такой частотой ШИМ сделать можно, но потребуются весьма экзотические компоненты.

ну вот, я выше описал почему.
интегральных компонентов таких пока не вижу в гугле. на россыпи тоже пилу сделать задачка, даже если сравнивать сверхбыстрым компаратором типа LT1711.

Автору нужен ИТУН, как я понял, а там немного не про это.
Однако, могу сказать, что ИТУН по самоосциллирующей схеме сделать также можно.
Я делал практически, для постоянной активно-индуктивной нагрузки.
Но, для измерения индуктивностей в широком диапазоне, не стал бы её рекомендовать.

Тут штука, что все схемы ИТУН что я видел в сети разработаны с упором на линейность и акустические частоты. Кроме того эффективность биполярных схем сравнительно мала, а токи в электромагнитах достаточно большие.
Мне же линейность не особо интересна, т.к. и катушка будет фильтром и детектор - лишь бы отодвинуть гармоники от частоты зондирования. При сильном ограничении тока и низкой частоте ШИМ они могут быть относительно высокими.
осложняет задачу несомненно неопределенность нагрузки, т.к. после моей первой неудачи решено делать универсальную платформу с запасом, чтобы не проколоться. Конечно питание катушки балансное, DC составляющая вредна. Поскольку БП импульсный однополярный, годится только мостовое включение.

[Stanislav]

ну вот, я выше описал почему.

Рационального обоснования не заметил.

интегральных компонентов таких пока не вижу в гугле. на россыпи тоже пилу сделать задачка, даже если сравнивать сверхбыстрым компаратором типа LT1711.

И не найдёте.
Такие штуки делаются ручками, на россыпи.

Вы лучше напишите, надо-то что?
С толком, чувством, расстановкой.
Тогда и будет предмет для разговора.
Извиняюсь, если пропустил что.

[Hale]

И не найдёте.
Такие штуки делаются ручками, на россыпи.

такого уровня опыта у меня нет. чтобы на россыпи сделать быстрее чем интегральное исполнение. было бы здорово получить схемы, инструкции.

Вы лучше напишите, надо-то что?
С толком, чувством, расстановкой.

ну давайте, с расстановкой.
Требуется в значительной степени универсальный усилитель с пуш-пульного выхода DDS(пока что остановились на DDS) под индуктивную нагрузку - сенсорные катушки с сердечниками от единиц микроГенри, не более 1 миллиГенри. Cхема балансная, т.е. в катушке не должно быть большой постоянной составляющей.

Частота зондирования монохроматическая от 100кГц до 1МГц (по возможности, до 2МГц).

Поскольку частота зондирования перестраивается, а катушки будут меняться, крайне желательна стабилизация и регулировка по току в широком диапазоне. Т.е. не хотелось бы чтобы облегченные катушки разлетались при запуске, или перестройке частоты.

Приемники узкополосные, на синхронных детекторах. Конечные спецификации пока не определены, но чем уже полоса тем лучше.

Главный источник питания пока не определен, но скорее всего импульсный, однополярный, не больше 100В. На данный момент заготовлен 24В 150Вт. До 10 мкГн его хватит, для сотен мкГн напряжение придется поднимать.


На данный момент нашел PWM контроллеры под тактовую частоту 2.5 Мгц максимум, и MOSFET драйверы под 2МГц (есть Ti на 5МГц, но неудобные для прототипирования корпуса с пайкой на шарах).
Даже если рассматривать схему UcD приведенную выше, элементарно не могу найти подходящего верхнего, или полумостового драйвера.

Используйте GaN транзисторы.[/url].

да, наверное надо было с них начинать. сижу, изучаю раздел TI. И все равно, полумостовых драйверов на 10МГц нет. Написано в лучшем случае расплывчато, "единицы МГц".

Со схемой интересно. Не знал что можно раскачать затвор GaN цифровым вентилем на такой частоте.

[Yuri7751]

Даже если рассматривать схему UcD приведенную выше, элементарно не могу найти подходящего верхнего, или полумостового драйвера.

У Microsemi есть готовые модули из МОСФЕТов с драйверами. Разной конфигурации (single ended, push-pull, half-bridge). Например DRF1200. И к ним вся документация, вплоть до SPICE- моделей. Ваши потребности полностью перекрываются с запасом.
Дороговато ($148 на digikey), зато может сэкономить кучу времени.

Да, ещё. Чтобы не мучиться со строительством ШИМ-контроллера на россыпи, можно же регулировать выходное напряжение\ток по питанию. Тогда вам понадобится только обычный понижащий buck-преобразователь и ГУН для перестройки частоты.