Перейти к содержанию
    

Усилитель мощности D класса на сигнал до единиц МГц

продолжая разговоры из соседнего топика про измерение индуктивностей на расстоянии, подумалось что потребуется довольно мощный усилитель мощности, ИТУН. Не обязательно очень линейный, если гармоники увести достаточно далеко, то отфильтруются детектором.

 

А поскольку хочется раскачивать пока еще не очень определенную катушку до полуампера, а может и до ампера, наверное рационально будет делать усилитель класса D.

Штука только в том, что на операционниках и компараторах ШИМ сложно раскачать до МГц, а нужен десяток МГц, чтобы гармоники действительно отодвинуть от сигнала.

 

Есть ли какие-нибудь мощные высокочастотные схемы для рассмотерния? Или набор микросхем, высокочастотный ШИМ мостовой контроллер для MOSFET. очень неплохо бы с обратной связью по току.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

каков порядок индуктивности катушки? di/dt=1MEG, может потребоваться приличное напряжение

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Штука только в том, что на операционниках и компараторах ШИМ сложно раскачать до МГц, а нужен десяток МГц, чтобы гармоники действительно отодвинуть от сигнала.

Рисуем ЛАХ. ставим точку на частоте квантования: десяток МГц - по горизонтали и сколько-то Дб вниз учитывая подавление этой частоты в фильтре...

От этой точки проводим прямую влево под углом, определяемым порядком фильтра. скорее всего под -40 дб/дек, поскольку есть индуктивность... Ну и смотрим, где прямая подойдет к 0 дб, вот это будет предел для усилителя ШИМ. Вот только под -40дб/дек там еще может быть колебательность или даже возбуждение...

Если не понятно, то могу рассказать по скайпу...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Есть чудо-топология под названием UcD.

Сейчас отлаживаем на ней макет. Пробовали подавать на вход сигналы на частотах до частоты среза LC фильтра, на частоте среза, выше частоты среза. Всё усиливает. Не происходит самовозбуждения как на номинальной нагрузке, так и без нагрузки вообще.

Если плавающая частота ШИМ Вас не смущает, то это, ИМХО, лучший выбор для вашей задачи.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

продолжая разговоры из соседнего топика про измерение индуктивностей на расстоянии, подумалось что потребуется довольно мощный усилитель мощности, ИТУН. Не обязательно очень линейный, если гармоники увести достаточно далеко, то отфильтруются детектором.

 

А поскольку хочется раскачивать пока еще не очень определенную катушку до полуампера, а может и до ампера, наверное рационально будет делать усилитель класса D.

Штука только в том, что на операционниках и компараторах ШИМ сложно раскачать до МГц, а нужен десяток МГц, чтобы гармоники действительно отодвинуть от сигнала.

А точно нужен десяток МГЦ для усилителя класса D?

УМ с такой частотой ШИМ сделать можно, но потребуются весьма экзотические компоненты.

 

Лучше опишите подробно условия задачи. МСМ, есть некоторое непонимание её сути.

 

 

Есть чудо-топология под названием UcD.
Автору нужен ИТУН, как я понял, а там немного не про это.

Однако, могу сказать, что ИТУН по самоосциллирующей схеме сделать также можно.

Я делал практически, для постоянной активно-индуктивной нагрузки.

Но, для измерения индуктивностей в широком диапазоне, не стал бы её рекомендовать.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

каков порядок индуктивности катушки? di/dt=1MEG, может потребоваться приличное напряжение

знаю. порядок, пока что думаю от микрогенри до миллигенри(менее вероятно). Решил делать универсальное ядро для разных приборов. DC сопротивление сложно сказать, от провода будет зависеть, а провод от тока, который сможем подать. Понятно, что мощностью будет снабжать внешний импульсный источник. Поэтому токовая обратная связь (current mode) крайне желательна.

 

Есть чудо-топология под названием UcD.

спасибо, довольно интересно. но выше 1 МГц она судя по статье не раскачается? И как-бы ее под мост переделать. Я вот смотрю у TI есть мостовые контроллеры с интегральной пилой на 2.5МГц, требуют только устойчивого референс-напряжения... Но хотелось бы хотя-бы в два раза выше частоту.

 

Рисуем ЛАХ.

мне так сложно оценить параметры пока столько неизвестных. Поэтому изначально стараюсь из пушки во воробьям. перемахнуть лучше чем не долететь. Для начала решил, одна декада вверх на ШИМ- самый минимум. Возбуждать катушку хочется вплоть до частот собственного резонанса, а это единицы МГц. И шунтированный сердечник при этом хочется раскачивать на 90%. поэтому регулировка тока крайне желательна.

 

А точно нужен десяток МГЦ для усилителя класса D?

УМ с такой частотой ШИМ сделать можно, но потребуются весьма экзотические компоненты.

ну вот, я выше описал почему.

интегральных компонентов таких пока не вижу в гугле. на россыпи тоже пилу сделать задачка, даже если сравнивать сверхбыстрым компаратором типа LT1711.

 

 

Автору нужен ИТУН, как я понял, а там немного не про это.

Однако, могу сказать, что ИТУН по самоосциллирующей схеме сделать также можно.

Я делал практически, для постоянной активно-индуктивной нагрузки.

Но, для измерения индуктивностей в широком диапазоне, не стал бы её рекомендовать.

Тут штука, что все схемы ИТУН что я видел в сети разработаны с упором на линейность и акустические частоты. Кроме того эффективность биполярных схем сравнительно мала, а токи в электромагнитах достаточно большие.

Мне же линейность не особо интересна, т.к. и катушка будет фильтром и детектор - лишь бы отодвинуть гармоники от частоты зондирования. При сильном ограничении тока и низкой частоте ШИМ они могут быть относительно высокими.

осложняет задачу несомненно неопределенность нагрузки, т.к. после моей первой неудачи решено делать универсальную платформу с запасом, чтобы не проколоться. Конечно питание катушки балансное, DC составляющая вредна. Поскольку БП импульсный однополярный, годится только мостовое включение.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

спасибо, довольно интересно. но выше 1 МГц она судя по статье не раскачается? И как-бы ее под мост переделать. Я вот смотрю у TI есть мостовые контроллеры с интегральной пилой на 2.5МГц, требуют только устойчивого референс-напряжения... Но хотелось бы хотя-бы в два раза выше частоту.

Есть и мостовой вариант.

В исходных статьях эта схема рассматривается в качестве усилителя звука. Но, думаю, нет принципиальных проблем использовать этот подход на высоких частотах. Всё упрётся в быстродействие компаратора, драйверов и транзисторов.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Если катушка не имеет ферромагнитного сердечника, то формы тока и напряжения совпадают и возможно ИТУН не потребуется, хватит ИНУН и датчика тока.

Можно подумать над цифровым ШИМ (только фильтр, без ОС, т.к. линейность не требовалась) и регулируемым источником питания

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

мне так сложно оценить параметры пока столько неизвестных. Поэтому изначально стараюсь из пушки во воробьям. перемахнуть лучше чем не долететь. Для начала решил, одна декада вверх на ШИМ- самый минимум.

При одной декаде смотрите подавление частоты квантования. При -40дб/дек - это будет в 100 раз. Т.е. если ключи коммутируют 20 В, то на нагрузке будет 0,2 В пульсаций...

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Как-то делал на GаN транзисторах балансный усилитель. 3 Вт.

Полоса частот получилась с единиц МГц до 500МГц, и определялась симметрирующими трансформаторами.

Можно сделать от десятков кГц до 10МГц.

В режиме С должно устроить.

Изменено пользователем enom

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Есть и мостовой вариант

Спасибо большое! Вчера вечером заметил эту статью, попробую просимулировать, что выйдет.

 

 

Если катушка не имеет ферромагнитного сердечника, то формы тока и напряжения совпадают и возможно ИТУН не потребуется, хватит ИНУН и датчика тока.

Можно подумать над цифровым ШИМ (только фильтр, без ОС, т.к. линейность не требовалась) и регулируемым источником питания

имеет. сейчас думаю над разными ШИМ. проблема в опорной частоте. Выше 2.5 МГц по моему никто контроллеров не делает, на рассыпухе тоже не представляю как подняться выше. Пока в кандидатах только мостовой вариант UcD, скорее потому что предельная частота его не известна и можно попробовать сделать на сигнальном компараторе. Но еще есть затычка с интегральными драйверами; как правило предел 5 МГц (UCC21225AEVM).

 

При одной декаде смотрите подавление частоты квантования. При -40дб/дек - это будет в 100 раз. Т.е. если ключи коммутируют 20 В, то на нагрузке будет 0,2 В пульсаций...

ну да... но... в общем выбирать пока не из чего. возможно вообще ШИМ придется отложить, если компонентов не подберу. Пока надежда на авось - лишь бы к одной декаде вверх приблизиться.

 

Как-то делал на GаN транзисторах балансный усилитель.

неплохо. а схема не секрет? я их пока в руках не держал, читал по большей части и только в А-класе.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

ну вот, я выше описал почему.
Рационального обоснования не заметил.

 

 

интегральных компонентов таких пока не вижу в гугле. на россыпи тоже пилу сделать задачка, даже если сравнивать сверхбыстрым компаратором типа LT1711.
И не найдёте.

Такие штуки делаются ручками, на россыпи.

 

Вы лучше напишите, надо-то что?

С толком, чувством, расстановкой.

Тогда и будет предмет для разговора.

Извиняюсь, если пропустил что.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Но еще есть затычка с интегральными драйверами; как правило предел 5 МГц (UCC21225AEVM).

Используйте GaN транзисторы. Неплохие транзисторы делают EPC. У них так же можете статьи почитать, там интересное есть. Например, силовая часть 20МГц ШИМ модулятора. Драйвера для GaN есть у TI вот тут.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

И не найдёте.

Такие штуки делаются ручками, на россыпи.

 

такого уровня опыта у меня нет. чтобы на россыпи сделать быстрее чем интегральное исполнение. было бы здорово получить схемы, инструкции.

 

Вы лучше напишите, надо-то что?

С толком, чувством, расстановкой.

ну давайте, с расстановкой.

Требуется в значительной степени универсальный усилитель с пуш-пульного выхода DDS(пока что остановились на DDS) под индуктивную нагрузку - сенсорные катушки с сердечниками от единиц микроГенри, не более 1 миллиГенри. Cхема балансная, т.е. в катушке не должно быть большой постоянной составляющей.

 

Частота зондирования монохроматическая от 100кГц до 1МГц (по возможности, до 2МГц).

 

Поскольку частота зондирования перестраивается, а катушки будут меняться, крайне желательна стабилизация и регулировка по току в широком диапазоне. Т.е. не хотелось бы чтобы облегченные катушки разлетались при запуске, или перестройке частоты.

 

Приемники узкополосные, на синхронных детекторах. Конечные спецификации пока не определены, но чем уже полоса тем лучше.

 

Главный источник питания пока не определен, но скорее всего импульсный, однополярный, не больше 100В. На данный момент заготовлен 24В 150Вт. До 10 мкГн его хватит, для сотен мкГн напряжение придется поднимать.

 

 

На данный момент нашел PWM контроллеры под тактовую частоту 2.5 Мгц максимум, и MOSFET драйверы под 2МГц (есть Ti на 5МГц, но неудобные для прототипирования корпуса с пайкой на шарах).

Даже если рассматривать схему UcD приведенную выше, элементарно не могу найти подходящего верхнего, или полумостового драйвера.

 

Используйте GaN транзисторы.[/url].

да, наверное надо было с них начинать. сижу, изучаю раздел TI. И все равно, полумостовых драйверов на 10МГц нет. Написано в лучшем случае расплывчато, "единицы МГц".

 

Со схемой интересно. Не знал что можно раскачать затвор GaN цифровым вентилем на такой частоте.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

со схемой ничего конкретного пока не понял. вроде обычная многофазная - главное какой контроллер и какой драйвер, особенно верхний использовать.

Контроллер вам в любом случае свой делать. А из статьи вам пригодится схема №2 - это и есть схема полумостового драйвера, читайте к ней описание.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...