最近大家都在发CLassE线圈的作品,很是心痒痒。所以也分享一下自己原来做的一个小DEMO。这台CLassE线圈用的是这张原理图
这张原理图来自一个乌克兰的博主。在各种ClassE原理图中出现得比较晚,可以博取众长,也较为稳定。
原理分析:
原理图分为三个BLOCK,左下角的电路部分可以简单看做信号源+缓冲放大的组合,用来输出有一定驱动能力的4.0MHz的信号。
左上角电路部分,为图腾驱动一个带有偏置电压的MOS放大器,此部分MOS工作于A类放大器状态。
而输出通过选频回路,与IRFP450场效应管的栅极发生谐振,通过LC能量交换的原理,从而实现在高频下,达到额定驱动电压的目的。
而IRFP450栅极回路产生谐振,由初级线圈与次级线圈之间的耦合产生双谐振,从而在次级线圈感应出高压,最终以放电的形式出现在顶端。
调节的部分有三个,一个是150p电容后的节点电流,一个是GDT1之后的静态栅极电压,一个是47PF可变电容。
在电路中,若无外加漏感线圈,则需要通过调节GDT的线圈来实现栅极谐振。
而通过加漏感线圈的方式,能够保证每次DIY的一致性,不过对于只需要做一套实现功能的TC来说,就显得多余了。
我的方案中,是通过利用中周线圈骨架的方式,自制漏感线圈,因为参数离散性很大,所以没有一个固定的值,需要根据波形来测试。
板子的布局不是太好,实际上这样会有产生自激震荡的风险。在实际测试过程中,功率开大,会对信号输入端造成干扰。
工作中的状态,由于RFC电感的作用是隔断交流,所以在这里使用了非晶磁环。
非晶磁环有体积小,感量大的优势。
这个波形是IRFP450栅极驱动波形,约为15Vpp。此时处于最佳状态,要求GDT的阻抗匹配和谐振达到最佳状态。
而实际调试的时候,主要就是调试这个部分。至于具体什么电路去实现都无所谓。
就像tyl说的一样,用全桥去驱动都行。
这里我给了19V左右的输入电压。是通过外接信号控制右下角的BUCK驱动板来实现的。
BUCK驱动板当时是为了验证一个很有意思的设计。功能和调制率都很正常,不过由于设计失误,继电器无法过流脱开。
这部分功能就被阉割掉了。
输出的效果确实就像一朵小花。挺漂亮的,调试的过程中要小心别被灼伤,会很痛的[s::lol]。
电弧为什么这么小呢?
因为次级线圈阻抗太大,同理功率级做得功率容量再大,负载也需要适当匹配。
另外我这个电路设计的很简陋,功率再加大,就会把RFC电感的壳烧化。由于当时要求功率并不高,就没深究原因了。
要是需要做这个电路,建议不要用非晶磁环。黄白的效果应该比这个要好。
ps:这个电路带输入端子,实际上也是个RF放大器,不过通频带宽很窄就是了。。。
如果要加大通频带宽,需要在选频回路上下点功夫,比如加有源band-pass或者用简单谐振回路来选频。
末端加上无源滤波,还是很有潜力做廉价-简易的放大器的(误)。
有想到的再补充。。。
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