Форум радиолюбителей ДВ

GM ! Ну-у.. Дык и давайте там и продолжим. У вас интересная схэ получается. К тому МК этот выходной каскад и простенько и со вкусом. А?

Продолжить-то можно, только тема называется "ШИМ-генератор для УМ класса Д на микроконтроллере". Я уже добавил в программу кусочек для аварийного выключения УМ, если ток потребления превысит некоторое заданное значение.

Проверил работу на превышение, пока на сопротивлении шунта, а не на реальном усилителе - работает. Что меня удивило, так это время срабатывания - где-то порядка одной микросекунды.

Ещё, наверное, надо добавить плавное включение/выключение УМ, т.е., длительность открытого состояния транзисторов плавно увеличивается/уменьшается, скажем от 10% до 50% и наоборот.

Так что, та тема, вроде бы не об усилителе мощности, а о возбудителе УМ, условно говоря, о вашем, Сергей, первом каскаде.

Если это двухтактная схема тогда от одного импульса открывается один 827, от другого другой. Кто командует 827-ми? Схемы нет, на макете тоже не видать. Терзают, знаете ли, смутные сомнения...  Прошу их развеять.

Хм, терзают сомнения? Да ещё смутные? Да вы, батенька, философ! :-). Напомнило и улыбнуло: - Владимир Ильич, тут меня гложет червь сомнения, так я сразу к вам, за советом. - Ну что ж, давайте вашего червя, разберёмся с червём.

Так-то у меня нет 827, у меня КТ829, у него корпус типа ТО-220, его проще крепить. И ещё у 827 время выключения 3-4-6 мкс при Iк=10 А Iб=40 мА, а время рассасывания 2-3-4.5 мкс. Число в середине - типовое значение.

По-конкретнее про схему

Вот схема. Про трансформатор мало что могу сказать, вроде бы материал N87. Но откуда он взялся - не помню.

Первичные обмотки мотал сразу четырьмя проводами мгтф d=0.8 по изоляции, 5 витков, потом разделил на две обмотки.
Индуктивность одной обмотки 143 мкГн, это много, пока так, не хочу напороться на сквозняк. Сопротивление обмотки - 59 мОм.

Радиаторы у меня, конечно, никакие, вообще у меня мехработы - реальная проблема. Есть процессорный радиатор от старой материнки с вентилятором, пошукаю ещё, если найду второй, то задача будет решена.

Появилось немного свободного времени, собрал усилитель на макетке, так что внесу свои 5 копеек в дело получения мощи.

Схема усилителя - простой двухтактный каскад, на транзисторах КТ829Б, купил четыре штуки в чипдипе по 37 руб. Поскольку выбранные транзисторы представляют из себя схему Дарлингтона, каскад возбуждается напрямую от микроконтроллера, схема и программа описана в этом разделе. Питание - от регулируемого источника 0-30 В 10А.

Чтобы полностью открыть транзистор (ток коллектора 3.5 А, Uнас=2 В) достаточно подать 14 мА, я подаю 20.

Выявилась одна неприятная особенность КТ829. На фото показан входной импульс от МК, который подаётся на базу транзистора через резистор 200 Ом, и импульс конкретно на базе. Отчётливо видно, что время рассасывания неосновных носителей из базы даже больше, чем длительность импульса.

На втором фото видно, что напряжение на выходе практически повторяет форму напряжения на коллекторе, так что вроде бы выходной трансформатор работает как надо.

На третьем фото - макет усилителя, радиаторы - пластины из дюраля 5 см х 6 см. Сколько они могут рассеять?

Удалось получить 50 ватт на нагрузке 15 Ом, но поскольку радиаторы хлипкие, всё разогревается буквально за минуту, особенно нагрузка, она составлена из 4-х 5 ваттных 15-ти омных резисторов. Так что смотрите на картинку с 20 ваттами.

Будет время, поставлю радиаторы помощнее, ну и питание доведу до 50-60 В, и постараюсь получить 100 Вт на выходе.

Таким образом, с одного транзистора КТ903 можно снять только около 20 Вт, ограничение связано главным образом с предельно допустимыми током и напряжением коллектора, а не с рассеиваемой мощностью на транзисторе. 
В двухтактном каскаде мощность будет больше в 2 раза, то есть с одной пары транзисторов снимается 40 Вт. Значит с 5-ти пар можно снять 200 Вт

Не так. ЕСЛИ транзистор даёт 20 Вт, то в двухтактном каскаде всё равно будет 20 Вт, т.к. половину периода транзистор отдыхает, а второй работает и выдаёт "вторую половину 20 Вт".

Только что обратил внимание на количество своих сообщений на форуме: 128 = 2^7.

- ток коллектора в импульсе Ikmax=Ik1/a1= 2.66 Вт (a1=0.5)

Понравилось. Теперь ток измеряется в ваттах. Если весь расчёт так делать, то можно насчитать, что угодно :-).

У меня старый справочник под ред Горюнова, 1983. Для КТ903А: Uнас < 2.5 В, Iкмакс=3 А. Ррасс.макс = 9 Вт (85 град С).

Выберем такое сопротивление нагрузки, чтобы ток коллектора был 2.5 А.

Напряжение на выходном трансформаторе 100/2 - 2.5 = 50 - 2.5 = 47.5 В, мощность на трансе 47.5 В * 2.5 А =118.75 Вт.

Мощность, рассеиваемая на транзисторе одного плеча 2.5 В * 2.5 А = 6.25 Вт.

К.п.д. = 100 * 118.75 / (118.75 + 2 * 6.25) = 90% без учёта потерь во входном каскаде, трансформаторе и афу.

Сергей,

Мне кажется надо доработать схему возбуждения второго каскада. Посмотрите на рисунок.

1) Цепь от обмотки до базы, как вы видите, состоит из конденсатора-ускорителя и резистора последовательно, чтобы максимально быстро открыть транзистор. Резистор - ограничить максимальный ток базы в первый момент. Далее есть диод с последовательным резистором, которые обеспечивают более-менее плоскую верхушку импульса.

2) Два мощных диода Шотки в параллель К-Э выходных транзисторов, чтобы убрать отрицательные выбросы в паузах.

3) Снаббер параллельно обмотке выходного трансформатора.

4) Ну и обычный двухтактный каскад раскачки вместо вашего каскада класса А, который даёт несимметричное возбуждение. Обратите внимание, там тоже стоят диоды параллельно К-Э. В качестве задающего генератора предлагаю, но не настаиваю, свой шим-генератор на МК, смотрите в этом разделе. Можно будет регулировать выходную мощность в районе 20 дБ.

Ещё подумал, чтобы получить 100 Вт выходной мощности будет достаточно одного транзистора в плече. Поднимите напряжение питания до 100 В, тогда на одном плече будет 50 В, транзистор легко даст 2 А и даже 3 А, отсюда вгрубе получите ваши 100 Вт.