Wzmacniacz przeciwsobny na MOSFET-ach - znieksztalcenia

Witam. Szukam materiałów o projektowaniu wzmacniaczy przeciwsobnych (takich jak kiedyś robiono lampowe - z transformatorem wyjściowym, plus zasilania na środek uzwojenia pierwotnego a końce do anod), tyle że nie na lampach, lecz na MOSFET-ach.

Szczególnie chodzi to, jak walczyć ze zniekształceniami skrośnymi (gdy prąd wyjściowy przechodzi przez zero - z jednego tranzystora na drugi). Mam taki wzmacniacz (część większego projektu): pasmo

15-100 kHz, 2 tranzystory IRF540 z lokalnym sprzężeniem zwrotnym (1k + 100n szeregowo między D a G, oraz 0,05R między S a masą, sterowanie bramek dwoma przebiegami przeciwnymi w fazie, max 25V p-p przez 470R + 100n dla oddzielenia składowej stałej), zasilanie +30V, klasa AB, prąd spoczynkowy 2*100mA, transformator na ETD29 (w każdym razie na pewno się nie nasyca). I dzieją się rzeczy dziwne - prąd spoczynkowy wydaje się spory, a mimo to zniekształcenia są.

Bipolarnych wolę nie stosować, bo wzmacniacz pracuje na obciążenia o dziwnych impedancjach (dużo mocy biernej - obawiam się kłopotów z przebiciem wtórnym). Moc wyjściowa potrzebna jest dość spora (w porywach do 200W), ale nie przez cały czas (może max 20% czasu).

Przy obciążeniu czystą rezystancją zniekształcenia ledwo widać (coś tam koło zera), ale przy indukcyjnym - pojawiają się dość duże "szpilki" w sygnale wyjściowym, właśnie w chwili przejścia prądu wyjściowego przez zero. Zniekształcenia rosną ze wzrostem prądu obciążenia - bez obciążenia na wyjściu jest czysty sinus. Gdzieś (na schemacie jakiegoś wzmacniacza w. cz. do nadajnika KF) widziałem dławik włączony między plusem zasilania a środkiem transformatora wyjściowego (u mnie tego nie ma) - ale nigdzie nie widziałem dokładnego wyjaśnienia jego roli, ani jak go obliczyć.

Proszę o podpowiedź, o co zapytać Google - ewentualnie jakieś książki lub czasopisma :)

pozdrawiam Marek

Reply to
Marek Michalkiewicz
Loading thread data ...

No i popełniłeś grzech dość zasadniczy - potraktowałeś MOSFETa jak wzmacniacz sterowany napięciem. Zupełnie zapomniałeś o tym, że przeładowujesz duży ładunek na bramce i przez pewien czas - właśnie w momencie otwierania/zamykania tranzystora - prąd przeładowujący płynie a napięcie na bramce się nie zmienia. I jest to ten moment, gdy tranzystor praktycznie nie reaguje na sygnały ze sprzężenia zwrotnego.

To z jaką częstotliwością pracuje ten wzmacniacz?

I będą, bo być muszą - tranzystor w tym momencie ze źródła napięciowego (działanie sprzężenia zwrotnego) zamienia się w źródło prądowe.

Można znaleźć takie tranzystory, które się tego nie boją...

[...]

To jest zabezpieczenie przed wzrostem prądu w momenciegdy oba tranzystory są otwarte dość mocno.

Podpowiedź jest prosta: zamiast układu z lokalnym sprzężeniem zwrotnym na elementach RC o stosunkowo dużej impedancji 'odwróć' układ, czyli środek trafa do masy, MOSFETy jako wtórniki źródłowe (dreny do +30V) i sterowanie bramek ze źródła o małej impedancji wyjściowej. Przy okazji możesz łatwo zrobić kontrolę prądu - rezystor 0.0nic ;-) pomiędzy środek trafa a masę.

Reply to
RoMan Mandziejewicz

Użytkownik RoMan Mandziejewicz napisał:

No no jeszcze sa ludzie ktorzy znaja sie na rzeczy. Dodam tylko, ze lampy mocy maja pojemnosci wejsciowe male kilka piko? a vmosy kilka nano? Problemy ze sterowaniem vmosow spowodowaly wycofanie sie wiekszosci firm z ich stosowania we wzmacniaczach. No i jeszcze kilka innych powodow.

Reply to
senicz

Dzięki za uznanie -) Szkoda, że autor wątku zamilkł - kolejne pytanie bez oczekiwania na odpowiedź?

Powiedzmy - kilkadzisiąt. I w połączeniu triodowym potężny efekt Millera :-(

Licząc to jako pojemność - tak. Ale charakterystyka ładowania bramki jest bardzo nieliniowa i jest odcinek (właśnie pracy liniowej), w którym ta pojemność jest jeszcze wyższa...

[...]
Reply to
RoMan Mandziejewicz

Po prostu zawalenie robotą, padam... już dawno powinienem spać :)

Oczywiście dzięki za odpowiedź, też uznanie. Jeszcze taki pomysł: może sterować bramką przez wtórnik emiterowy? Wtedy przez sprzężenie zwrotne płynie tylko jego prąd bazy, a bramkę szybciej przeładuje.

Wtórnik (dreny do plusa) - pomyślę, ale nie obejdzie się tutaj bez kolejnego transformatora, by podnieść napięcie wejściowe (na razie mam stopień sterujący na NE5532, zasilany też z +30V).

Próbowałem dodać 1nF między dren a bramkę, czyli silne sprzężenie zwrotne powyżej użytecznego pasma. Efekt - generator w. cz. :) Dodałem jeszcze 100 omów szeregowo i przestało się wzbudzać - zniekształcenia są mniejsze niż na początku, ale są nadal.

Marek

Reply to
Marek Michalkiewicz

Wtórnik z rezystorem w emiterze? Zapomnij. Potrzebujesz silnego bufora. Bramkę trzeba ładować i rozładowywać.

Po co dodatkowe napięcie? Bramki polaryzujesz na wstępie napięciem stosunkowo niskim i oddzielasz składową stałą kondensatorami - powiedzmy 1 uF, żeby przeniosły (impulsowy) prąd przeładowujący. Dodatkowych napięć potrzebowałbyś, gdybyś chciał to sprząc stałoprądowo.

Po raz kolejny pytam - w jakim zakresie częstotliwości ma to pracować?

Reply to
RoMan Mandziejewicz

Może bufor na parze komplementarnej (by był silny w obie strony)? Oczywiście wstępnie spolaryzowany, by znowu nie wnosił zniekształceń: między bazami 3 diody, z emiterów do wyjścia po kilkadziesiąt omów, stamtąd przez kondensator do bramki.

Ale przy zasilaniu +30V i pełnym wysterowaniu, na każdą z bramek wtórnika musiałbym podać 60V p-p - skąd tyle wziąć? (chyba, że jakiś układ typu "bootstrap"?)

Jak podałem na początku wątku: od 15 do 100 kHz. Problemy pojawiają się od ok. 40 kHz wzwyż - niżej najwyraźniej prąd wokół przejścia przez zero zmienia się na tyle powoli, że sprzężenie zwrotne zdąża.

Swoją drogą, na oscyloskopie nie widzę tego "przez chwilę stałego" napięcia na bramce. Widać, że zmienia się dość szybko - ale i tak za wolno. Wygląda mi to na nieliniowość - małe wzmocnienie MOSFET-a przy małych prądach. Wykres Id od Ugs w PDFie do IRF540 zaczyna się zresztą od 10A przy 4,5V - może niżej nie ma się czym chwalić :)

Marek

Reply to
Marek Michalkiewicz

I znów te kilkadziesiąt om... Max kilka om a nie kilkadziesiąt - to własnie impedancja sprawia kłopoty.

Też prawda :-(

Lepiej nie robić tego na bootstrapach.

[...]

Po prostu MOSFETy mocy zdecydowanie trudno się wkłada do układów liniowych.

Reply to
RoMan Mandziejewicz

Dotychczas było kilkaset (470 || 1k), więc i tak powinno być lepiej :) W każdym razie dzięki, będę próbować nadal w przyszłym tygodniu.

Marek

Reply to
Marek Michalkiewicz

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.