Факельник от IRFC

IRFC

Надоели мне автогенераторные схемы, а ничего другого в интернете не нашел. Поэтому представляю вам своё устройство - факельник на MOSFET с внешним возбуждением.
В качестве генератора используется генератор пирса на КР1533ЛН1.
В качестве драйвера используется драйвер пружины(из РТФМ), вместо кт814/815 я поставил bd139/140. Он качает IRF510, который через gdt управляет irf3205. Просто он под руку попался, поэтому и поставил Smile

GDT намотан витой парой (1:1) на фильтре от USB кабеля.
Частота - 12.95 МГц.
Драйвер жрет 15 В 2-3 А. IRF510 сильно греется.
Силовая часть потребляет 19 В 3 А. Греется, но не очень сильно.
По питанию и драйвера и силовой части стоит керамика 50 мкФ. Без нее факел был маленький и драйвер плохо работал.
Вообще хотел сделать пушпул, как у GRozы, но почему-то мне кажется, что мощности драйвера не хватит.
Пока схема плохо настроена, работает не в классе E и половина мощности идёт в нагрев. Выдает 1.5 см факела. В остывшей схеме даже 2 . При пропадании факела не взрывается.
В первичке один виток. Вторичку считал на резонансную частоту в программе vctesla. Намотана на керамике (сгоревший предохранитель).
Видео работы и конструкция:
https://youtu.be/BkS-tn6Pg2Y
UPD: нарисовал схему

Добавлено: Sat Aug 01, 2020 7:12 pm

GEN 1.GIF (30.51 Кб)
Схема

IMG_20200801_183701_1.jpg (36.98 Кб)
Факел в остывшей схеме

IMG_20200801_181207.jpg (70.54 Кб)
Все вместе

IMG_20200731_205352.jpg (71.18 Кб)
Генератор с драйвером

IMG_20200729_205800.jpg (117.07 Кб)
Генератор

sergh

что-то мне подсказывает что на силовых затворах осцилл покажет жуткую жуть
На ВЧ не так как на до мегагерца делать надо.

Добавлено: Sat Aug 01, 2020 10:51 pm

Electricman
Бес заземления

Если и делать, то надо было на 13.56МГц. Хотя, гармониками и так всё засрано по самое немогу.

Добавлено: Sat Aug 01, 2020 10:58 pm

IRFC

sergh писал(а):
что-то мне подсказывает что на силовых затворах осцилл покажет жуткую жуть
На ВЧ не так как на до мегагерца делать надо.
Осцил показывает синус на затворе 3205. На затворе 510 подобие прямоугольника. Но почему-то он греется. Возможно напряжения не хватает.
Electricman писал(а):
Если и делать, то надо было на 13.56МГц. Хотя, гармониками и так всё засрано по самое немогу
А где можно кварц на 13.56 найти?
В крайнем случае можно резонатор в банку запихнуть. Наверное так и сделаю, когда настрою, чтобы не грелось и результат нормальным был.

Ещё мне кажется, что придется приделывать ОС или ФАПЧ. А то резонанс уплывает от поднесения руки

Добавлено: Sat Aug 01, 2020 11:04 pm

sergh

на таких частотах эти транзюки практически в линейном режиме работают. Смещение надо подбирать. И там не синус может быть а смазанный прямоугольник, не меандр.
Надо было на одной плате все делать, обратную сторону фольги под минус питания отвести, на верхней стороне тоже медь не счищать , оставить под минус питания, только сигнальные дорожки прорезать и под питание точки. Переходных отверстий насверлить чтобы нижний с верхним соединить. SMD блокировочные кондеры напаять по питанию.
Оно вроде и 12 МГц частота небольшая относительно, но на большом токе там по земляной шине будет почти тоже что и по сигнальной твориться, если мер не принять.
в таком виде:

Добавлено: Sat Aug 01, 2020 11:18 pm

IRFC

sergh писал(а):
на таких частотах эти транзюки практически в линейном режиме работают.
Интересно, почему, если напряжения достаточно?
Если там будет 20 В прямоугольник (теоретически), то они тоже в линейном режиме будут работать?
sergh писал(а):
И там не синус может быть а смазанный прямоугольник, не меандр.
После трансформатора синус. Я проверял нормальным щупом. И откуда там взяться прямоугольнику?
sergh писал(а):
Надо было на одной плате все делать, обратную сторону фольги под минус питания отвести, на верхней стороне тоже медь не счищать ,
Это наверное будет, но позже. Оно и так работает, практически без настройки

Добавлено: Sat Aug 01, 2020 11:23 pm

sergh

про 510 пока речь. Зачем затвор греть 20 вольтами 12 МГц? Он у тебя небось и с отключенным стоком греется?
Смещение подобрать и ток покоя выставить. А потом он и от 3 вольт откроется.

Добавлено: Sat Aug 01, 2020 11:28 pm

IRFC

sergh писал(а):
Он у тебя небось и с отключенным стоком греется? Так вроде бы и должно быть, если все правильно. Греется, но не сильно.
Смещение попробую. Просто я использовал схему ГРозы в качестве основы (4мгц пушпул), у него и без смещения все работало. Я думаю, что нужно настроить транзисторы в класс Е и перемотать GDT.

Вообще никак не получается настроить IRF510 в класс Е. Почему-то мне кажется, что не должно оно 3 ампера жрать. На стоке вообще ужас какой-то творится, если напряжение выше 12 В. Разные конденсаторы пробовал ставить, разные дроссели, GDT с "силовой частью" вообще убрал пока, но ничего похожего на полусинус не выходит не знаю

Добавлено: Sat Aug 01, 2020 11:34 pm

IRFC

Можете подсказать, как заставить работать irf510 в классе Е?
Будет ли лучше, если согласование со следующим транзистором делать не через GDT, а например через последовательный контур?
UPD: с последовательным контуром лучше не получилось, работало, но гораздо хуже. Спалил затвор IRFP250 самоиндукцией в драйвере. Пытался приделать к этой схеме смещение - не получается. Я думаю, что проблема в индуктивности GDT, которая мешает настроить драйвер в класс Е.

Добавлено: Sun Aug 02, 2020 4:05 pm

IRFC

Добрался до ВЧ ферритов, купил такой сердечник из материала М30ВН
https://www.chipdip.ru/product0/9263
Но это ничего не изменило. КПД драйвера все также остаётся "замечательным" - 6 ватт на выходе, при потребляемых 40. Пробовал мотать и витой парой и коаксиальным проводом (при втором мощность на выходе больше), но КПД все равно остаётся в жопе.... Хотя на выходе удается получить чуть больше 10 вольт на затворе IRFP460, что уже неплохо, но все ещё недостаточно для нормального ключевого режима работы (да, мне нужен ключевой, а не линейный и такое уже где-то встречалось)

Добавлено: Fri Oct 23, 2020 9:56 pm

Electricman
Бес заземления

Я на усилке выжимал КПД под 70 процентов. Но то биполяры. Smile

Добавлено: Fri Oct 23, 2020 10:47 pm

IRFC

Ну пусть оно жрет 12 ватт и выдает 6, я был бы не против. Но 40 ватт мне рассеивать не хочется. В идеале должна получиться карманная конструкция, а там это вообще не к месту. Или вариант с питанием силовой части напрямую от сети, но все равно столько тепла это много...

А выходным фетам довольно хорошо, с IRF3205 КПД получался под 70-80 процентов. А можно впихнуть IRL24Z и будет ещё лучше

Добавлено: Fri Oct 23, 2020 10:50 pm

Electricman
Бес заземления

Ну, настраивай. У меня было около 130Вт на выходе при около 200 питания. 5.28МГц, 20мВт на входе.

Добавлено: Fri Oct 23, 2020 10:52 pm

IRFC

Тут появилась такая мысль - собрать обычный КВ усилитель ватт на 100 и от него качать транзисторы (хотя можно ради интереса резонатор на выход пихнуть). Он же вроде бы широкополосный, а значит прямоугольник должен через себя пропустить. Есть ли в этом смысл или я что-то неправильно понимаю?

Добавлено: Sun Dec 20, 2020 12:10 am

Dizel
Хаотично добрый эльф

неправильно...

Добавлено: Sun Dec 20, 2020 12:32 am

IRFC

Offtopic:

Нужно еще больше загадочных ответов

С одной стороны прямоугольник довольно широкополосен, но разве он не уберется в диапазон 30 мегагерц? Или из-за разной мощности на разных частотах ничего не получится? Каким вообще способом тогда его можно получить?
Глянул типовую схему усилителя мощности и как я понял, весь ее смысл заключается в согласовании каскадов между собой и с нагрузкой

Добавлено: Sun Dec 20, 2020 1:11 am

Dizel
Хаотично добрый эльф

Offtopic:

долго обЪяснять, для того чтоб было короче, и понятно с пол слова люди и учатся по 5 лет в ВУЗах...
хуй с ним - слушай колхозное обьяснение на простых пальцах

- классический линейный усилитель нормально будет работать в широком диапазоне частот на строго определенную активную нагрузку плюс минус некоторые рамки.
нагрузка эта будет чисто активная или с небольшой реактивностью .
так он сможет работать в широком диапазоне частот (в разы десятки раз от мин до макс частоты).
можно согласовать его на любую нагрузку с любыми реактивностями, любым активным сопротивлением ( в разумных рамках 1-1000 Ом скажем) но в сравнительно узком диапазоне частот. ( на любой мощности... хоть 20 кВт).
---------------------
далее - затвор полевика не разу не активная нагрузка, кроме того имеет не постоянный импеданс в диапазоне частот, еще и разный по характеру и нелинейное сопротивление от величины напряжения на затворе и прочего...
разницу между тем как должно быть и как ты хочешь сделать ощущаешь ?
усилитель сдуреет от такой нагрузки на выходе Smile

мягко говоря
---------------------
как можно это реализовать и шо мешает ?!
---------------------
есть законы коммутации - и один из них гласит что мгновенно перезарядить емкость можно только бесконечным током.
соответственно в затворе есть внутри некое "распределенное сопротивление" хоть миллион ампер вкачай с идеально резким фронтом от некоего идеального драйвера - оно не взлетит выше чем может работать и рассчитано.....
--------------------
можно согласовать на одной частоте - и на затворе получить или синус или полусинус...
можно заставить работать в активном режиме в диапазоне частот - но не выше чем позволят паразиты транзистора схема и тд... ( + скорость рассасывания зарядов и прочее)
можно мощным драйвером сделать почти прямоугольник , но быстрее чем может транзистор - не выйдет...
ну будешь увеличивать ток- затвор будет греться, или отгорит... оно тибе надо ?
----------
это самые самое простейшее обЪяснение...
к примеру если реально сделать драйвер на несколько десятков ампер, и с фронтом несколько нС ( что само по себе не совсем чтоб просто, но реально
например берем хороший быстрый драйвер, с минимальными задержками, ампер на 5-10, мелкие полевички с минимальной емкостью обоих проводимостей, и на макс ток, и делаем истоковый повторитель, , и все это сдабриваем низкоимпедансной керамикой, и такими же электролитами - и вот у нас уже 0,1мкФ затворов драйвится со скоростью 0,05-0.1 мкС Smile

и это еще как бы и медленно... )
если еще чуток ускорится, и к такому драйверу подключить достаточно тяжелый полевик, то возникнет куча интересных эффектов Smile

и тоже придем к согласованию, добротности и прочему...
к примеру в таких вещах бывает, управляющий сигнал к драйверу ведут по оптике, иначе тоже проблемс..
----------
думаю изложил доступно...
----------
ставь свич кад и смоделируй там.. все увидишь...

ну может и не все, но много интересного точно

Добавлено: Sun Dec 20, 2020 1:29 am

IRFC

А тем временем мне удалось запустить эту систему еще раз, на этот раз более удачно, потребляемая мощность 90 ватт и на выходе 3 см факела, но это далеко не предел. Силовая часть на этот раз состоит из IRFP460LC, который теперь качает колебательный контур, как во всех нормальных факельниках (а не первичную обмотку). Может показаться, что еще один контур усложняет настройку, но мне он только помог. Также присутствует схема восстановления нуля после GDT. Намотан витой парой на сердечнике М30ВН, подключен напрямую к транзистору без дросселя.
Задающий генератор теперь более быстрый и мощный, на микросхеме SN74AC00D. Частота все также 12.95 МГц. Драйвер почти тот же, только теперь вместо IRF510 стоит IRLZ24N. Схема будет нарисована позже, когда будет достигнут предел мощности Smile

Нагрев есть, но терпимый, в класс Е не настраивал.
Вот небольшое видео работы:
(На видео факел шипит из-за наводок на драйвер, но такое происходит не всегда. Обычно он тихий)

Добавлено: Fri Dec 25, 2020 7:07 pm

IMG_6809.JPG (66.34 Кб)

IMG_6819.JPG (44.92 Кб)

IMG_6802.JPG (72.2 Кб)

IMG_6839.JPG (72.71 Кб)

IMG_6838.JPG (80.5 Кб)

IRFC

По коаксиальному кабелю тоже работает, если согласовать. Но сделать так, чтобы резонатор находился в металлической банке и выдавал факел пока не получается. Возможно ёмкость банки сказывается

Добавлено: Sat Dec 26, 2020 10:57 am

IMG_20201226_092954.jpg (56.21 Кб)

IRFC

Достигнут предел мощности для данной системы и максимальная длина факела получилась 6-7 см. Стекло вообще не влияет на результат, потребляет это все 170-200 ватт, бывает и 260 при нагретом транзисторе. Ток и напряжение можете видеть на фотографиях, я больше доверяю той, где 4,82 ампера и 37.9 вольт, на другой фотографии амперметр еще не успел изменить цифры на дисплее на правильные Smile

Сейчас мощность ограничена блоком питания, наверное при поднятии напряжения до 100 вольт будет еще лучше, но у меня такого источника нет. Может быть настройка в класс Е прибавит еще 1 см к длине, но сейчас у меня нет подходящих конденсаторов. Схема будет нарисована позже.

При всем этом выходной транзистор еще ни разу не сгорал в отличие от автогенераторных схем

Добавлено: Mon Dec 28, 2020 10:41 am

IMG_6847.JPG (27.54 Кб)

IMG_6845.JPG (53.8 Кб)

IMG_6842.JPG (69.69 Кб)

Денис

Классный результат! На уровне лучших на форуме. А какая у него схема в итоге?

Добавлено: Mon Dec 28, 2020 11:59 am

IRFC

Нарисовал схемы, работают одинаково, единственное, что GDT дает гальваническую развязку силовой части от управления и это мне больше нравится.
Контурную катушку лучше мотать медной трубой, чтобы настройка не сбивалась, примерные ее параметры можете видеть на скриншотах.
По питанию по возможности лучше установить ферритовые кольца и емкость при необходимости можно добавить.

Добавлено: Tue Dec 29, 2020 11:25 pm

IMG_6875.JPG (49.91 Кб)

IMG_6865.JPG (29.08 Кб)

2.png (88.66 Кб)

1.png (97.67 Кб)

GEN 3.JPG (29.35 Кб)

GEN 2.JPG (31.11 Кб)

GRoza
Кандидат Технических Наук

IRFC, круто отлично

Очень достойный результат, к тому же даже схему выложил drink

Добавлено: Wed Dec 30, 2020 9:39 pm

IRFC

Оказывается факельник можно сделать и на IGBT. Просто взял и поставил первый попавшийся вместо мосфета - FGA25N120. Он довольно сильно греется, но я думаю, что это связано с тем, что драйвер не может нормально раскачать затвор и даже со смещением он еле открывается.

Добавлено: Tue Jan 05, 2021 7:18 pm

Котофеич
Унылейший Старый Раздолбай

Классная штука! Не думал, что с внешним возбуждением такая схема будет эффективно работать. Контур с катушкой как в резонанс настраивал?

Добавлено: Thu Jan 07, 2021 8:44 pm