E类功率放大器设计说明

1、E类功率放大器设计艾伦苦G3NYK,迈克普罗伯特GW4HXO和Finbar奥康纳EI0CF已经有许多试图挤进了一个最佳的效率射频功率放大器进行不同的配置。E类是'开关'放大器的形式，patened由Nathan索卡尔WA1HQC周围一千九白七十六英寸我第一次看到它在设计电子所述丁1977年。作为一个业余爱好者，NAT是一个非常实际的人的文章介绍了测试电路，可以很容易地从实验室组装部件，然后测量虽然成分改变。我当时的兴趣不大，但被束之高阁的文章，直到我曾试图修改一个非常小的成功为73kHz音频放大器。我挖了旧的文章，读了好几遍。它没有提供任何有关从哪里开始从一个新的设计，虽然它给

2、了关键元器件的计算值的优化方程的数目指导。我开始通过把电子表格的公式，并试图用一些数字来看看有什么改变了电源，供电电压和负载。因此我认为我获得了该电路的感觉，制定了通过诉讼程序设计一个配方下面的说明是一个试点工作的结果,绝不添加到已获得足够的NAT和弗雷德拉布多篇论文涵盖理论。我的目的是试图制定一个简单的路由到中等功率136kHz功率放大器，这将是相对温和。我指的是由良性电路,没有一个场效应管贪得无厌的胃口。低频反射的RSGB已进行的故事不时爆炸场效应管的时间和复杂的保护电路来绕过这个问题。我天真的想法是，这.专业资料.是一个开关打开或关闭应成为电路的基础上，采用单端设计，以避免交义耦合振荡器

3、效应”。这似乎有些LFers已经对E类边缘打，但没有与电路资料，而且似乎他们真的不知道它是如何工作和如何设置它。不像我们所熟悉的许多功率放大器，你不能只是增加或减少其上的负荷变化从一个E类功率放大器的力量。首先重要的是要明白的是，一个E类功率放大器是为特定的输出功率设计的，它只会在这个设计'功率效率。点击这里下载Excel工作表http:/www.alan.melia.btinternet.co.uk/download/classe.zip.专业资料.Class-EP.A,DesignLIisachokewithunknownnumbercfturnsonaFX2243pntcore,

4、Thewireis14SV蛇eriemfilledandthecoreisSOmmdam5.4rnrtCrr/tisaiOvsqu*rt-wavewithSD%dutycvele5turnPrimary12-16turnSfettapped设计过程1o选择一个电源电压（Vdd）。2。这就决定的VDD（最大值）的约3.5倍，在Vdd的场效应管.专业资料.3。选择目标功率水平这就决定了C1的最佳值，最佳负载阻抗4。确定从Excel工作表中的C2和L2的价值Nat的原始文件没有给予指导，但他后来QEX文件建议，该扼流圈L1的并不重要，但它应该有一个电抗至少30倍的最佳负载阻抗电感。这意味着在136k

5、Hz左右的500uH最低。我一直在使用的5mH呛，因为我想在73kHz运作良好。此外，我怀疑大呛会给一个'软'键控上升时间。现在对一些具体细节。在E类的一点是，有浪费比其他的RDS的IDSS*（上）没有权力。这是实现由申联电路C2L2。由丁C2的将须从高压脉冲电容器额定标准值的注册必须有一些初始设置二级调整。你会看到一列在工作表中，计算了L2C2谐振频率，并可能有点惊讶地看到，它从驱动频率不同。这是因为这个电路是不是一个调谐电路在136kHz提取的权力。这是一个'飞轮的电路，以确保正确的电压波形产生丁在场效应管FET的漏极'关闭'期间的一部分。为最大效率

6、驱动波形应该是一个幅度约10volts50:50方波（见戴夫G3YXM的PA和戴夫G0MRFs设计的驱动电路）。删除接近地面上的关闭时间。该电路匹配50欧姆的铁氧体变压器。的原则进行的铁氧体变压器拇指是使绕组的至少三次的阻抗这是美联储从（空载），电抗。因此，如果最佳负载阻抗R'是由为10欧姆表.专业资料.给出了初级电感应该是10*3/2*圆周率*楼因为我们只是在一个狭窄的频率范围有兴趣，我已经使用5次而不是3倍。这使得第二水龙头有点细，并使其更容易找到的最大功率的立场。该设置程序的重要组成部分，是监察流失在示波器上的波形。由丁FET开关关闭电流maintaned的呛，并开始流入电容C1

7、。由丁电容C1开始收费，以电流流过负载通过申联电路C2L2。之后，在C1上的电压达到约3倍的电源电压，负载消耗柯伦从C1的电压开始下降。为了达到最高效率应该在C1上的电压下降到零的场效应管再次开启的时间。这确保了场效应管没有在这个周期点浪费放电C1.Any由场效应管放电不会产生任何负载的RF功率。它更比电压的波形斜率，复杂的也应扁平化，达到了一种'软着陆'零伏。这样的条件下，将产生最高的效率。这个波形，以及它如何在C1和C2和L2中描述取决丁QEX文章Jan.Feb2001贞9。“良射频功率放大器”由Nathan索卡尔。俺都已经达到了190瓦直流输入使用一个单一的IRF640这

8、是一种廉价的TO220封装器件（38个5安培伏特）175瓦。驱动器尚未键长，但似乎没有场效应管遇险任何迹象表明，尽管一个非常小的散热片。该IRF640是200volt设备供应的限制，因此绝对是关丁55volts。迈克GW4HX。也达到类似的水平,是构建双（平行）场效应管300一个相当大的散热片瓦版本。FinbarEI0CF公司采用了不同的配置，但已取得的效率，我们认为在约530瓦，权力，允许射频电表inacuracies必须超过90%。Finbar使用两个500volt.专业资料.IRFP设备（更好的散热.更贵）和高达90伏的电源电压他还使用范围的痕迹FET漏极波形优化设置，尽管一个完全不同的

9、反应网络。迈克和我的实验已经进行，但Finbar已成为唯一的空中发射了500瓦的假负载了？（我不认为他有一个假负载，大.这个问题。）一个可喜的事情是，我们都已经失去了在这些实验中单FET。最糟糕的情况可能是负载短路，任何其他条件似乎可以降低由场效应管得出的权力。即使是非常低负载阻抗电路似乎有些潮湿。它似乎令人生畏有附加到TX的所有时间范围。这实在是只需要在成立的初期阶段。一旦电路设置正确的元件值。巴勒斯坦权力机构可以直接接通和键控。如果有必要来调整天线。电源电压可以降低，这确实让分，但并提供最佳效率，以及降低功耗。该PA元件C1的C2和L2和变压器抽头不应改变，但目前的装载线圈应调整最大天线。

10、*此外7/2/02约翰SM6LKM建议，这是不太正确的调整最大的一类-E的阶段，最大输出功率不配合的最大电流效率状态。另一种方法是使用一桥如由吉姆在低频实验者手册M0BMU所述调整天线到真正的电阻匹配。另一个aternative是使用简单的变压器的桥梁,调整天线调谐第一眼看到我的测量天线贞*.专业资料.如果采用这种天线匹配应调整目前的变压器50欧姆次要的。随后的供应可能被切换到全电压和巴勒斯坦权力机构键入。如果Q约10人的'飞轮的电路中使用的值（见工作表）巴勒斯坦权力机构将不再需要横跨整个adustment136khz乐队。它可能会转C1和C2和使用相同的线圈L2（目前存在的自来水）使

11、用73千赫以及巴勒斯坦权力机构（至少这就是我希望）有一则关丁E类及其变种书面很多。这是正确的使用成调频和数字微波频段发送阶段。我刚才6篇论文，它们是在数学花体'覆盖。幸运的是我们并不需要能够理解使用数学概念！我最近还采用了所谓的SIMetrix仿真程序（从NewberryTech免费下载）来绘制不同的电路值波形，并发现了这个非常有启发性。附届物人们会想到一个方波驱动器与功率放大器是可怕的谐波脏，E类阶段则不是。如果我们用一个设计Q的8至10输出波形只有约1%的谐波失真，当设置正确。我认为这是由丁飞轮的优化调整电路。我和一个高Q低频天线相信，这几乎使进一步过滤不必要的。我需要做的分析之前

12、，我会站在这一断言更多的工作，虽然。.专业资料.卜面的图表是产生丁模拟器的SIMetrix第一个显示的漏电压和漏太少的L2电感电流注意：当前大穗的场效应管discargesC处尚未达到零伏，场效应管接通.专业资料.DrainvoltageffSFDraincurrent|Y1)I-LwdCurrent(Y1)HMS/cycleS.144AIL2toohighrimeAnSecsSpSecs/div<一匚而口60112011soA-各匚而Q第二个图形显示在L2电感太少的结果。负载电流较高，但存在着在一个宽高的场效应管的电流尖峰浪费在接通。这仅仅是加热电流尖峰的场效应管还要注意电压波形没有达

13、到零增长，是由当时的FET开关再次打开目前在C1的约80伏特的FET的排放.专业资料.PcurrentfV1)1E.66ARMSZcycfeUtool®w厂DrainvoltI-口旧inqw令nt1L2toolowooo8JI2.0CK2.0042.0062JOOB2.0122.0142.0162.013TimeAnSecs2pS©c®/dSv最后的图表显示，在接近最优的情况。还有一个小尖峰在动开关上,但电压波形下降到零,几乎夷为平地了。虽然NAT监测表明调整是相当关键的，但是你知道什么时候是正确的在他1977年第场效应管的电流,它似乎是只需要监测的漏极电压.专业资料.厂LoadCurrentYlDrain|