Трансформаторы в транзисторных УМ

[RK4CI]

Вот как раз увидев Ваши опыты я и застрял на этом узле.

Плюс, у схем без симметрирующего трансформатора, только один. Экономия на его стоимости. Дальше, только минусы. И подмагничивание бинокля. И снижение надёжности УМ. Необходим больший запас по максимальному напряжения на коллекторах или стоках. Да и просто психологическое неприятие схем, которые непонятно за счёт чего должны работать. Для нас и это важно.
Разделительные конденсаторы, кстати, не так уж и необходимы. Можно обойтись и без них. Просто, придётся уделить чуть больше внимания изоляции обмоток. Хотя, на мощностях до 200 ватт, эти конденсаторы собственно и не проблема...

[UN7RX]

Хотя, на мощностях до 200 ватт, эти конденсаторы собственно и не проблема...

Ну я про другие мощности, а тут противоречие получается у Вас с тем что Сергей Викт, написал.

Дело в том, что при напряжении питания 50В, амплитуда напряжения на обмотках симметрирующего трансформатора доходит до 100В.
При этом получается очень большая индукция, что требует большого количества витков в симметрирующем трансформаторе и большого объема феррита.
С другой стороны, выходная емкость мощных транзисторов значительна, и при большой длине обмотки симметрирующего трансформатора возможен резонанс на четных гармониках, в частности на второй. При этом транзисторы мгновенно выходят из строя.

Необходим больший запас по максимальному напряжения на коллекторах или стоках.

Максимальное напряжение на стоках/коллекторах транзистора БЕЗ симметрирующего трансформатора никак не будет выше, чем с ним.
Что до непонятности его работы, то кроме Игоря больше никто об этом не упоминал в той теме, собственно, он и вынес эту "непонятность" на обсуждение.

По сути, кроме подмагничивания, остальное из области предположений, которые почему то нигде, ни в одном аппноте я не встречал.

По хорошему конечно надо бы сделать два варианта и оба прогнать при рабочих параметрах, попутно все промерив, но экспериментировать с LDMOS транзисторами большой мощности, учитывая их стоимость, пока не тянет. Моделировщики же вещь спорная при таких неоднозначных моделях трансформаторов. Попробую в LTSpice посмотреть...

[r062006]

Хотелось бы узнать насчёт марок ферритовых колец для трансформаторов. Везде рекомендуют 100 нн, т.к. они работают до 30 МГц , а как же марки 1000 нн и 2000 мн? Они до каких частот будут работать? Применяют в усилителях мощности и 2000 мн , но какая разница в потерях мощности? Также хотелось бы узнать насчёт размера колец, для какой мощности соответствует размер кольца? Для 10 вт- размер Х...Х...Х в см? Для 30 вт? И т.д.

[Vas1977]

Максимальное напряжение на стоках/коллекторах транзистора БЕЗ симметрирующего трансформатора никак не будет выше, чем с ним.

Всё наоборот. Смотрите мои РЕАЛЬНЫЕ осциллограммы. И моделировщик то же самое показывает- это тоже выложено. Подумайте на тему, что будет на нижних частотах диапазона, где ёмкостное сопротивление закрытого транзистора будет высокое...

Дело в том, что при напряжении питания 50В, амплитуда напряжения на обмотках симметрирующего трансформатора доходит до 100В.
При этом получается очень большая индукция, что требует большого количества витков в симметрирующем трансформаторе и большого объема феррита.

Оригинально. А ведь те же самые 100 Вольт и к выходному трансу приложены. А без симметрирующего транса, не меньше, а БОЛЬШЕ будет приложенное напряжение...

Добавлено через 16 минут(ы):

Вот эмуляция работы в критическом режиме с симметрирующим трансом.



Вот без него



Обратите внимание на выходное напряжение (синий график), и на напряжения на коллекторах (красный и зелёный графики). Для более корректного рассчёта, симуляция проведена на низких частотах (600 Гц), соответственно, увеличены коллекторные ёмкости (400 нФ), индуктивность выходного транса (100 и 100 мГн у каждого столбика, 1:1 для простоты), и симметрирующего (100 и 100 мГн).

Во вложении собственно файл моделировщика. Одним движением переключателя (привязан к клавише Spase) схема переводится либо на классику, либо, на изврат... Кто мне покажет, что коллекторное напряжение при изврате меньше, как тут Сергей Викт, утверждал, получит приз...

Добавлено через 10 минут(ы):

Вот ещё больше увеличил коллекторные ёмкости (до 2 мкФ при 600 Гц работы)- ситуация выравнивается- см. выходной сигнал (синий), и коллекторные (зелёный и красный)

Без

Вложение 202019



С трансом

Вложение 202020





Добавлено через 6 минут(ы):

Вот ещё больше сделал коллекторные ёмкости (10 мкФ, частота 600 Гц- ГЛЯНЬТЕ, КОМУ ИНТЕРЕСНО, КАКИЕ РЕАЛЬНЫЕ ВЫХОДНЫЕ ЁМКОСТИ У МОЩНЫХ ПОЛЕВИКОВ И ПРИВЕДИТЕ ИХ К РАБОЧЕЙ ЧАСТОТЕ- ЧТОБЫ ТАК РАБОТАЛО НА 1.5 МГЦ, ЁМКОСТЬ ДОЛЖНА БЫТЬ 4 НФ), выходной сигнал уже не искажён, пиковые коллекторные напряжения почти сравнялись. Возможно, на этом эффекте и работают...

Без транса

Вложение 202021



С трансом

Вложение 202022



СПЕЦИАЛЬНО ПО 2 КАРТИНКИ ВЫКЛАДЫВАЮ- ГЛЮЧИТ САЙТ БЕЗБОЖНО, ТЕРЯЯ ВЛОЖЕНИЯ....

[Евгений240]

Игорь, если есть возможность, конвертируйте файлы во что нибудь удобочитаемое.

[RK4CI]

Ну по напряжению на коллекторах уже ответили. А по необходимости большой индуктивности обмоток семмитрирующего трансформатора, и что они зарезонируют. Прежде всего необходимая индуктивность не так уж и велика. А четверть волновая линия, на наших КВ диапазонах, поболее 2 метров. Может где то на УКВ диапазонах это и будет актуально. Но там и сама схемотехника усилителя получается чуть другой. И конструктив применяемых трансформаторов, ну совершенно другой..

[Сергей Викт]

То: Vas1977 - я не утверждал, что к выходному трансформатору приводится меньшее напряжение, оно точно такое-же, как и для симметрирующего трансформатора. Обмотки включены параллельно. Но объем феррита выходного трансформатора обычно значительно больше, чем симметрирующего, поэтому выходной трансформатор не перегружается в отличии от симметрирующего.
Далее: прикинул гипотетические УМ с напряжением питания 12,5, 28, 50В. Выходной трансформатор с одним и тем же коэффициентом трансформации по напряжению 1:3.
минимальная рабочая частота - 1,5 МГц.
Амплитуда напряжения на симметрирующем трансформаторе (25, 50, 100) В соответственно (цифры ориентировочные, для оценки).
Для симметрирующего трансформатора возьмем 3 кольца К10х6х3. При 5 витках индукция 29мТ на 1,5 МГц вот он и появился материал с проницаемостью 100, индуктивность обмотки будет 2,2 мкГн.
А вот при амплитуде напряжения 50В (28В питание) для получения той же самой индукции и 5 витках необходимо использовать 8 колец К10х6х3.
Для амплитуды напряжения 100В (50В питание) для получения той же самой индукции и 5 витках необходимо использовать 16 колец К10х6х3.
Соответственно растет длина обмотки, причем от проницаемости сердечника это не зависит.
Кроме того, при росте напряжения питания (в данном случае) растет и мощность транзисторов, а соответственно и их выходная емкость, что может приводить к нежелательным резонансам.

[Vas1977]

Игорь, если есть возможность, конвертируйте файлы во что нибудь удобочитаемое.

А с чем там проблемы? У меня рабочая машина двухмониторная, справа- схема, слева- осциллограммы. Специально сейчас проверил одномониторным ноутом- всё видно отлично. На трёхмониторной интернетной машине- вообще изумительно. Или я чего- то не понял?

Добавлено через 9 минут(ы):

Сергей Викт, у меня для 27 Вольт стоит одно колечко К22. Для 50 Вольт будут два колечка- возросший постоянный ток всё равно не намагничивает сердечник.

[Vas1977]

Кроме того, при росте напряжения питания (в данном случае) растет и мощность транзисторов, а соответственно и их выходная емкость, что может приводить к нежелательным резонансам.

Индуктивность между стоками определяется индуктивностью выходного трансформатора. Т. е., воздействовать на выходное напряжение резонанс выходной ёмкости и индуктивности симметрирующего транса не может. Что- то существенно поменять в стоковых напряжениях, тоже не может, если Вам кажется по- другому, нарисуйте эквивалентную схему, на которой и покажите, какой именно нежелательный резонанс Вас беспокоит... Я таковых не наблюдаю вовсе... Я в дроссели на УКВ массово ставлю советские низкочастотные серии Д и ДМ, зная, что их индуктивность на порядки выше контурных, и никогда никаких резонансов не отлавливал..

[Сергей Викт]

Эквивалентная схема выходной цепи по четным гармоникам.
Линия-это симметрирующий трансформатор.
Конденсаторы - выходная емкость транзисторов.
По четным гармоникам транзисторы включены синфазно.
На графике - импеданс который приводится к транзисторам по четным гармоникам.
Частота этого резонанса зависит от выходной емкости транзисторов, длины линии и ее волнового сопротивления. Уменьшение волнового сопротивления сдвигает резонанс вверх, увеличение емкости или длины линии сдвигает резонанс вниз.
Изменение индуктивности симметрирующего трансформатора на частоту резонанса влияет слабо. (проверял на этой модели).