Вопрос про усилитель на МОП транзисторе IRF840 Опции

[Vagant]

Здравствуйте,

Помогите пожалуйста разобраться с питанием усилителя описаного на http://www.flashwebhost.com/circuit/60_wat...f_amplifier.php (его схема прикреплена ниже).
В этой схеме между плюсом источника питания и стоком транзистора почти нет резистивного сопротивления (если не считать малых сопротивлений катушек), а сопротивление исток-сток r_DS(ON) в открытом режиме используемого транзистора IRF840 равно 0.85 Ом (как указано в даташит (тоже прикреплён). При таком маленьком сопротивлении ток потребляемый транзистором в открытом состоянии по-моему должен быть очень большим, почти как при коротком замыкании, а в описании проекта указано что "The circuit draws 700 ma at 60 Volt Vcc".

Мне непонятно что ограничивает ток протекающий через транзистор в этой схеме когда транзистор открыт.

Спасибо.

Сообщение отредактировал Vagant - Jan 25 2010, 13:55

Эскизы прикрепленных изображений

 

Прикрепленные файлы

 IRF840.pdf ( 100.27 килобайт ) Кол-во скачиваний: 61

 

[Vagant]

В итоге, после того как поиграл со значениями индуктивностей и ёмкостей в цепи от стока до плюса источника питания (и заодно выбросил всю цепь смещения затвора ) получился вполне приемлимый импульс на выходе. На картинках - [почти] окончательная схема усилителя, импульс на входе, импульс на выходе, спектр импульса на выходе, АЧХ и ФЧХ усилителя. Всё более-менее почти что приемлимо теперь, вот только коэффициент усиления получился 20дБ - вроде меньше чем я хотел изначально. Хотя мощность усилителя (рассчитанная по формуле P=[(0.7xUpp)^2]/R где Upp=80В а R=50 Ом) вышла чуть больше 60Вт - как раз то что и нужно!

Ещё раз огромное спасибо за толковые советы.

Сообщение отредактировал Vagant - Jan 26 2010, 21:43

Эскизы прикрепленных изображений

 

[alexkok]

Всё более-менее почти что приемлимо теперь, вот только коэффициент усиления получился 20дБ - вроде меньше чем я хотел изначально.

Чтобы поднять усиление, нужно вернуть смещение.

[Vagant]

Чтобы поднять усиление, нужно вернуть смещение.

Спасибо, обязательно попробую этот вариант.

Пока что я попробовал ещё упростить схему и убрал диоды и резистор в цепи затвора. Моделирование в LTspice показывает что на выходном импульсе это никак не отразилось. С одной стороны это хорошо ведь схема заметно упростилась (на первой картинке упрощённая схема а на второй прежняя) а с другой есть сомнения - может ли чем то нехорошим такое упрощение обернуться?

Сообщение отредактировал Vagant - Jan 27 2010, 09:09

Эскизы прикрепленных изображений

 

[ledum]

Смещение верните назад, но стабилитрон поставьте где-то на 4.7В, потенциометром сможете подстроить рабочую точку (сначала ползунок на землю), резюк (10к у Вас) с затвора на корпус или потенциометр надо обязательно - мало ли куда может зарядиться затвор, даже от случайного прикосновения, например, до +7-8В - вот транзистор полностью и откроется и сгорит, а резистор сможет его разряжать. Чтобы получить 60 Ватт, на вход надо вкачать действительно порядка Ватта, но такой усилитель гораздо проще. Внимательно посмотрите на блокировочные С1 и С2 - они же у Вас по 10пик , перенастройте контур после исправления, ну и С8 впридачу.

Сообщение отредактировал ledum - Jan 27 2010, 09:35

[Vagant]

Смещение верните назад, но стабилитрон поставьте где-то на 4.7В, потенциометром сможете подстроить рабочую точку (сначала ползунок на землю), резюк (10к у Вас) с затвора на корпус или потенциометр надо обязательно - мало ли куда может зарядиться затвор, даже от случайного прикосновения, например, до +7-8В - вот транзистор полностью и откроется и сгорит, а резистор сможет его разряжать. Чтобы получить 60 Ватт, на вход надо вкачать действительно порядка Ватта, но такой усилитель гораздо проще. Внимательно посмотрите на блокировочные С1 и С2 - они же у Вас по 10пик , перенастройте контур после исправления, ну и С8 впридачу.

Мне только непонятно зачем нужно смещение ведь импульс и без него откроет транзистор, имо.

[ledum]

Мне только непонятно зачем нужно смещение ведь импульс и без него откроет транзистор, имо.

Вам меньшую мощность на вход подавать надо будет - а то 4В только для того, чтобы транзистор отпираться начал. Да и жесткий режим С гармоник поболе дает.

Сообщение отредактировал ledum - Jan 27 2010, 12:11

[Vagant]

Вам меньшую мощность на вход подавать надо будет - а то 4В только для того, чтобы транзистор отпираться начал. Да и жесткий режим С гармоник поболе дает.

Имхо, мне всё равно будет нужен предусилитель потому что исходный сигнал формируется цифровой схемой и ЦАП, а им такой усилитель конечно же не раскачать. Поэтому между ЦАП и оконечным мощным усилителем (который и обсуждается в этой теме) нужен будет предусилитель. А если мощности предусилителя хватит чтобы раскачать мощный усилитель до 60Вт в импульсе на выходе тогда и смещении на затворе будет лишним.

Вот насчёт того как избежать ненужных гармоник в режиме С не знаю пока.

Сообщение отредактировал Vagant - Jan 27 2010, 14:22

[ledum]

А если мощности предусилителя хватит чтобы раскачать мощный усилитель до 60Вт в импульсе на выходе тогда и смещении на затворе будет лишним.

Кхм, странный подход. Пытаясь сэкономить на потенциометре, получить необходимость дополнительного каскада усиления и борьбы с гармониками жесткого режима С. Прикиньте (цифры почти с потолка), - подаете смещение 3.5-3.8В, ток транзистора пусть 100мА (не важно, просто приоткрыт, там 4 дополнительных Ватта - фигня по сравнению с где-то 80-90Вт в рабочем режиме, кстати запаситесь радиатором этак 1000см^2, да и вентиллятор 120мм на нем лишним не будет), для раскачки до 60Вт потребуется 2.5В действующего. Теперь не будем подавать смещение, т.е. установим его в ноль - теперь нам надо подать 5В действующего, чтобы получить ту же мощность на выходе, т.е. при 50Ом Вам в первом варианте, режим АВ - на грани открывания, достаточно было 0.125Вт, то теперь надо 0.5Вт.

[Vagant]

Кхм, странный подход. Пытаясь сэкономить на потенциометре, получить необходимость дополнительного каскада усиления и борьбы с гармониками жесткого режима С. Прикиньте (цифры почти с потолка), - подаете смещение 3.5-3.8В, ток транзистора пусть 100мА (не важно, просто приоткрыт, там 4 дополнительных Ватта - фигня по сравнению с где-то 80-90Вт в рабочем режиме, кстати запаситесь радиатором этак 1000см^2, да и вентиллятор 120мм на нем лишним не будет), для раскачки до 60Вт потребуется 2.5В действующего. Теперь не будем подавать смещение, т.е. установим его в ноль - теперь нам надо подать 5В действующего, чтобы получить ту же мощность на выходе, т.е. при 50Ом Вам в первом варианте, режим АВ - на грани открывания, достаточно было 0.125Вт, то теперь надо 0.5Вт.

Просто хотел сэкономить на источнике питания в цепи затвора. Кстати, о питании - а можно ли для питания этой схемы использовать блок питания от компьютера мощностью 200 Ватт и дополненный схемой умножения напряжения до 40В?

[jam]

Просто хотел сэкономить на источнике питания в цепи затвора. Кстати, о питании - а можно ли для питания этой схемы использовать блок питания от компьютера мощностью 200 Ватт и дополненный схемой умножения напряжения до 40В?

Там обычно транс перематывают - у опытных монтажников всё дело занимает 1 час. У меня знакомый своего монтажника пару раз такой фигнёй озадачил - так он теперь без проблем переделывает....
Но вобще-то 100ватт без проблем и с 12в получается...

[Vagant]

Там обычно транс перематывают - у опытных монтажников всё дело занимает 1 час. У меня знакомый своего монтажника пару раз такой фигнёй озадачил - так он теперь без проблем переделывает....
Но вобще-то 100ватт без проблем и с 12в получается...

Только вот монтажника знакомого у меня нет. Поэтому, будет проще сделать схему умножения напряжения, имхо.

А схемы предусилителя у меня тоже пока что нет. Но как только определюсь то промоделирую усилитель мощности
вместе с ним.

Сообщение отредактировал Vagant - Jan 29 2010, 11:14

[jam]

Только вот монтажника знакомого у меня нет. Поэтому, будет проще сделать схему умножения напряжения, имхо.

Ну тогда не тратьте время - ни с умножителем , ни с перемоткой трансформатора щастье сразу не наступит, лучше взать обыкновенный транс.

[Vagant]

Ну тогда не тратьте время - ни с умножителем , ни с перемоткой трансформатора щастье сразу не наступит, лучше взать обыкновенный транс.

А чем лучше? Честно говоря, не встречал подходящих готовых трансформаторов.

У моего блока питания (от старого компьютера) на 200 Вт есть четыре 12 В выхода питания для жёстких дисков и CD приводов. Общая мощность этих выходов - около 100 Вт, то есть вполне достаточно для питания моего 60 Вт усилителя. Хотелось бы соединить эти 12 В выходы вместе так чтобы из 4 по 12 В получить 4x12=48 В. Можно ли так сделать?

Сообщение отредактировал Vagant - Jan 29 2010, 15:31

[ledum]

У моего блока питания (от старого компьютера) на 200 Вт есть четыре 12 В выхода питания для жёстких дисков и CD приводов. Общая мощность этих выходов - около 100 Вт, то есть вполне достаточно для питания моего 60 Вт усилителя. Хотелось бы соединить эти 12 В выходы вместе так чтобы из 4 по 12 В получить 4x12=48 В. Можно ли так сделать?

Во-первых, КПД Вашего усилителя менее 50%, быстрей всего, поэтому трансформатор нужен будет порядка 150Вт. В ссылках выше есть двухтактные, и, вроде, были и 12В на IRF5Х0, но с ними надо быть осторожнее - много контрафакта.
Прозвоните выходы Вашего блока - и, о, чудо - они окажутся параллельными , неужели Вы думаете, что китайцы раскошелились на 4 отдельных выпрямителя по +12 В?
Еще гляньте http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?t=6588 , может что-то найдете полезного, да и здесь в Силовой Электронике наверняка что-то было.

Сообщение отредактировал ledum - Jan 29 2010, 16:11

[Vagant]

Во-первых, КПД Вашего усилителя менее 50%, быстрей всего, поэтому трансформатор нужен будет порядка 150Вт. В ссылках выше есть двухтактные, и, вроде, были и 12В на IRF5Х0, но с ними надо быть осторожнее - много контрафакта.
Прозвоните выходы Вашего блока - и, о, чудо - они окажутся параллельными , неужели Вы думаете, что китайцы раскошелились на 4 отдельных выпрямителя по +12 В?

Понятно. За ссылки спасибо - читаю, очень полезно.

А вообще я так сделаю - у меня есть хороший и новый блок питания Mastech HY3020 на 600 Вт. Его пока и буду использовать для питания усилителя. А если надо будет сделать отдельный источник для этого усилителя то
сделаю попозже. Пока что не буду этим загружаться.
А у меня ещё вопрос. Вот я разобрал источник питания на 200 Вт (от старого компьютера), он мне в принципе не очень то нужен а вот корпуса и радиатора для усилителя мощности пока нет. Я хочу его разобрать оставив внутри только радиатор и вентилятор, и в самом корпусе сделаю усилитель на 60 Вт - на тот же радиатор прикреплю IRF840, а вентилятор буду использовать для охлаждения транзистора и радиатора (да и печатной платы тоже). Питается вентилятор от 12 В, как и цепь затвора транзистора.

Вопрос у меня такой - если этого радиатора и вентилятора было достаточно для поддержания теплового режима в блоке питания на 200 Вт, то и для усилителя на 60 Вт уж точно хватит - верно или нет? Опыта в расчётах теплового режима усилителя мощности у меня нет и смущает вот что:

Вообще есть правило - на каждый Ватт мощности рассеиваемой транзистором должно приходится примерно 10 кв. см. площади радиатора. То есть примерно 2000 кв.см. для 200 Вт. Но в блоке питания (200 Вт) от компа площадь всей поверхности радиатора около 100 кв. см. хотя по этому правилу должно бы быть в 20 раз больше.

Работать мой 60 Вт усилитель будет в импульсном режиме со скважностью не более 10%.

Сообщение отредактировал Vagant - Jan 29 2010, 17:41

[jam]

Работать мой 60 Вт усилитель будет в импульсном режиме со скважностью не более 10%.

Тогда и радиатор не нужен - достаточно прикрутить к шасси.

[ledum]

Тогда и радиатор не нужен - достаточно прикрутить к шасси.

А если цикл 1 час - 9 часов , а шасси из 0.5мм жести. Вообще-то даже в таком режиме (имеется ввиду все-таки разумный режим с 10% загрузкой) на транзисторе порядка 9Вт - но радиатор из БП должен подойти. Прокладки оттуда же не забудьте.

Сообщение отредактировал ledum - Jan 30 2010, 09:55

[Vagant]

А если цикл 1 час - 9 часов , а шасси из 0.5мм жести. Вообще-то даже в таком режиме (имеется ввиду все-таки разумный режим с 10% загрузкой) на транзисторе порядка 9Вт - но радиатор из БП должен подойти. Прокладки оттуда же не забудьте.

К счастью, цикл моих импульсов не больше 0.1 секунды.

Спасибо всем за участие и советы в этой теме!