Поиск в интернете на сайтах производителей и дижикей результатов не дал.
Выпускает ли промышленность подобный девайс - высоковольтный p-канальный MOSFET или биполярный PNP-транзистор?

Строю высоковольтный усилитель АВ-класса - хотелось бы использовать в выходном каскаде.

Скорее всего, и не будет.
Как вариант - использовать верхний npn с управлением через трансформатор (смотря какие частоты).

http://www.edn.com/design/analog/4313445/C...amplifier-cells

Переходите на лампы с такими напругами для усилителей АВ-класса. "Светлана" вроде выпускает.

Простите за любопытство: а для какой нужды?

нагрузка - гидроакустическая антенна. Требуется для создания давления в несколько кПа.



Спасибо, Plain.
Как всегда, коротко и по делу.
И вообще весьма интересный ресурс.

Тоже из любопытства: напряжение питания, вых. мощность?

Ещё можно набрать нужное напряжение многоуровневым преобразователем, т.е. в данном случае соединёнными последовательно обычными усилителями.

Что там за частоты и мощности, характер нагрузки? Может, совершенно необязательно хвататься за 1000-вольтовые транзистры? И 400-вольтовыми обойтись?

У Apex есть высоковольтный усилитель АВ - PA94, но его стоимость 300$...да и выходной ток всего 100мА.

А что если просто через трансформатор подавать?

Для этой задачи только лампы. Без вариантов. Транзисторы не надёжны, выигрыша не дают. Повозившись с транзисторами придете к лампам.
Физика полупроводников проигрывает для этой задачи.

Частоты: 15-40кГц, мощность на нагрузке(антенне) в зависимости от частоты разная, т.к. ее частотная характеристика весьма не постоянна (например, для того чтобы получить давление в воде 2кПа на частоте 20кГц достоточно напряжения 200 Вэфф, а на частоте 35кГц - 600Вэфф, т.е. синусоиду с амплитудой 850В на нагрузке )



Лампы надежнее транзисторов?

Почему Вы так считаете? В чем она проиграет?
По размерам вроде выиграет

Напряжение питания в схемы +40В постоянного напряжения.

Еще одна идея решения этой задачи представлена на второй картинке, где компаратор сравнивает напряжения: 1- задаваемое усилителем АВ-класса и 2 - на нагрузке. Компаратор управляет транзисторами полумоста для получения необходимого напряжения на нагрузке. Тогда ток через усилитель АВ-класса снижается (в идеале до нуля) и кпд будет определяться уже кпд мостовой схемы, работающей в ключевом режиме, а не линейной схемой.
Рабочий вариант?

Вот это я хотел вам предложить. На этих частотах трансформатор на ферритах наверное самое то будет. В данном случае высокочастотными низковольтными транзисторами можно обойтись.

+1. Тоже сразу об этом подумал. Частотный диапазон для этого благоприятный. Вам же не нужен ПТ. Выйдет проще и существенно дешевле.

Конечно же, такие вещи желательно обеспечивать трансформатором а не врукопашную.
Но что там за форма напряжения по выходу? Как всегда, понаписано много, а нужного нет.
Это несколько периодов частоты или единичные импульсы? Излучатель работает в резонансном режиме?

Выход - постоянное синусоидальное напряжение (с минимальным коэф. нелинейных искажений), с регулируемой амплитудой (диапазон 50дБ, максимальное напряжение - 600Вэфф) и регулируемой частотой (15-40кГц)... Т.е. это усилитель мощности, усиливающий входной сигнал (аналоговый с максимальной амплитудой 5В).

Применяемый излучатель имеет резонанс на частоте 21кГц, диапазон же рабочих частот несколько шире.

Странно , на схеме у вас N-канальные транзисторы , а хотите P-канальные .

CMF10120D - N-Channel 1200-V SiC MOSFET ( Vds = 1200 V Id(MAX) = 24 A Rds(on) = 160mΩ ) .

Искал p-канальный для усилителя АВ-класса, но ув. Plain предложил иной вариант построения усилителя, с применением N-канального транзистора

Если нет требований по каким-то особым формам короткого импульса, а требуется чистая синусоида - гораздо проще.
Тогда трансформатор в руки и - вперед, непосредственно с первичных 40 вольт. Продумать только петлю ОС.

боюсь что не получиться действительно "чистой" синусоиды с малым КНИ (желательно не более 1%) из-за работы на емкостную нагрузку и влияния индуктивности рассеяния трансформатора в таком шиоком диапазоне. К тому же хочется иметь прецизионный усилитель.
Или как-то удастся решить этот вопрос с помощью введения обратной связи?

Вообще-то без обратной связи менее 15-20% КНИ все равно не получится, ее нужно вводить обязательно.
Если гальваноразвязка не нужна, то использовать схемотехнику УНЧ. Если же планируется гальваноразвязка, то тоже можно организовать, полистать что-то похожее.
Мне просто сходу не приходит в голову конкретная схема , с развязкой усилителями не занимался, но твердо знаю, что задача многократно успешно решалась.
Индуктивность рассеивания? Да, штука неприятная, нужно попытаться ее уменьшить конструктивными способами, насколько удастся. Ну, приготовьтесь за ее счет 4-5% мощности сдуть в тепло...
Но трансформатор - более-менее реалистичное решение, мне кажется. Пробуйте, хотя бы в модели.

У Вас не получится линейный усилитель, работающий на емкостную нагрузку, по банальной причине большой рассеиваемой мощности. Посчитайте рассеиваемую мощность, к примеру, при cos Fi = 0,1. Это реальные значения коэффициента мощности пьезокерамики, кстати.

Не ожидал такого плохого КНИ... очень низкий!!!
Мне казалось без ОС КНИ будет на приемлемом уровне - 3-5%...и не заметные на глаз...а без ОС не удастся стабилизоровать амплитуду и на разных частотах она будет гулять.


Нет, развязка не требуется, но вот на таких мощностях нужен достойный КПД...и тут уже смотрю в сторону усилителей D-класса...но про ОС в таких системах ничего полезного не нашел - все таки нагрузка НЕ активная


Согласен с вами, поэтому смотрю в сторону гибридного усилителя АВ + D класс...смотрите структурную схему на первом листе топика


Добивался индуктивности рассеяния 0,2% на каркасных трансах RM для Flyback топологии (соотношение первичка/вторичка 1/10. В перчике 20 витков). В данном случае смотрю на тороидальный сердечник... ни разу не оптимизировал его намотку с точки зрения уменьшения индуктивности рассеяния...каких параметров реально добиться при соотношении первичк/вторичка=1/10..1/20 и числе витков в перчике - 10витков?


Разогрев транса? А почему индуктивность рассеяния и влияет на потери в трансе? какой процесс их связывает?

Усилители класса Д весьма линейны, можно получить 2-5% КНИ без ООС, но при приемлемом питании 200-400В для усиливаемой частоты 40 кГц у них КПД будет низкий, процентов 70. Вам потребуется тактовая минимум 400 кГц. Мне приходилось делать линейный усилитель АВ на 1 кВА в диапазоне 1-10 кГц на плохую нагрузку. Питание было 400 В и повышающий трансформатор. Транзисторы устанавливались без изоляторов на теплоотвод и уже он изолировался от корпуса. Все равно импульс длиннее 1 сек разогревал кристаллы выходных транзисторов под предел, радиаторы даже не успевали нагреться.

Очень полезно послушать мнение человека с опытом в этих вопросах. Спасибо за информацию. Теперь имею представление о порядке цифр, ведь у меня очень похожие мощности и напряжения. Да и нагрузка имеет cosФ максимальный 0,6 на частоте 21кГц и 0,2 на частотах 15кГц и 40кГц.
Смотрел резонансные блоки питания LLC и очень захотелось использовать подобную идею переключения транзисторов при нуле тока через транзистор...но пока не возникает идей как реализовать этот принцип...
А как вам идея "гибридного" усилителя, в котором АВ класс формирует ВВ напряжение и подает его на нагрузку через высокоомный резистор, а компаратор считывает напряжение с резистора и управляет включением транзисторов полумоста для формирования напряжения на нагрузке по форме повторяющей напряжение с выхода АВ-класса? Реализуемо?

Руки не дошли до гибридных. Делал УНЧ со ступенчатым питанием, там довольно сильные "проколы" при переключениях ступенек даже на хорошей нагрузке. Мое мнение - толку не будет, иначе бы сделал вместо линейника УНЧ со ступеньками.

В гибридном с Д-питанием и АВ усилением, когда будете фильтровать питание оконечного каскада, появится проблема фазовой задержки напряжения питания. Решается увеличением размаха питания и снижением КПД ))
Ваш вариант другой, но он потребует быстрой реакции ООС на переключение в усилителе АВ, что вряд ли получится.

Не совсем понял о чем речь... вы говорите про регулируемое питание усилителя АВ-класса для снижения мощности рассеивания на нем?
Как раз предстоит задача собрать макет ДС-ДС-преобразователя с автоматической регулировкой амплитуды на выходе с частотой 5кГц...пока рассматриваю варианты схемотехники для получения максимального кпд...

Простите, опять не понял...похоже пора спать уже
о каком переключении в линейном усилителе АВ-класса идет речь?

Три варианта рассматриваем:
- линейный усилитель со ступенчатым питанием, например, -1U, -0,3U, +0,3U +1U. У него на малых сигналах работает каскад от -0,3 до +0,3, а выше - полное питание;
- следящее питание для усилителя АВ от регулируемых ДС-ДС. Получится запаздывание в петле питания;
- Ваш вариант по предложенной схеме. Вы усилителю АВ в выход будете заталкивать сигнал от ключевого усилителя, а Ваш линейный должен будет на это реагировать.

Из развязывает резистор.