Як же високий VSWR пошкоджує радіочастотні підсилювачі?


11

Тільки як це, що високий VSWR може пошкодити кінцеві транзистори в підсилювачі потужності РФ?

Чи значима лінія електропередачі понад вплив, який вона надає на перетворення опору навантаження на іншому кінці? Або еквівалентний опорний опір безпосередньо на виході підсилювача може бути настільки ж згубним?

З усіх можливих опорів, які призводять до даної VSWR, чи всі вони однаково погані?

Чи відбита потужність "поглинається" підсилювачем? Наприклад, якщо я отримую енергію, що відбивається на 100 Вт, це більш-менш те саме, що поставити на підсилювач нагрівач потужністю 100 Вт?

Я також читав, що надмірне напруга може бути механізмом, що призводить до пошкодження. Як це може з’явитися напруга, що перевищує напругу живлення? Чи є обмеження, наскільки високою може бути ця напруга за наявності довільної невідповідності?

Відповіді:


9

Тільки як це, що високий VSWR може пошкодити кінцеві транзистори в підсилювачі потужності РФ? Це просто неправильний опір (після перетворення по лінії подачі), що з’являється на клемах, чи особливо важлива лінія електропередачі?

Це залежить від конструкції підсилювача, який ви використовуєте.

VSWR

VSWR

Це відбита потужність, яка поглинається і розсіюється в транзисторах чи щось інше?

Якщо вихід вашого підсилювача має реальну частину до його вихідного опору, то це означає, що він поглинає відбиту хвилю.

Однак відбита хвиля, ймовірно, буде узгоджена з хвилею, що виходить, що виробляє підсилювач. Таким чином, можливо, що інтерференційні ефекти між двома хвилями посилюють або зменшують можливість пошкодження підсилювача, залежно від фазової залежності між ними.

Якщо ви рухаєтесь довгою лінією, то невеликі зміни частоти сигналу або навіть температури лінії можуть суттєво змінити відбиту фазу хвилі, тому, мабуть, не буде ідеєю намагатися розробити припущення, що можна контролювати фазу відображення.

Якщо ви керуєте короткою лінією, то контроль фази відображення, контролюючи довжину лінії, є звичайною практикою, яка робиться щоразу, коли ми використовуємо заглушку або шунт як фільтр відповідності, наприклад.


Чи можете ви, будь ласка, детальніше розповісти про те, як може бути збільшена вихідна напруга? Мені важко розібратися, як це може перевищити напругу живлення.
Філ Мороз

1
@Phil, уявіть індуктор, що підтягує колектор замість резистора. Хтось задав питання з цього приводу за останні кілька днів.
The Photon

Це має ідеальний сенс думати про це саме так, дякую
Філ Фрост

2

Це проблема відображення. Якщо антена, зокрема, не відповідає потужності живильної лінії, відбивається назад вниз по лінії подачі. Це призводить до стоячої хвилі на лінії живлення вузлів високої напруги, де надходить хвиля підсилює відбиту хвилю.

Лічильник VSWR зчитує частку переданої хвилі, яка відбивається назад, дає деяке уявлення про розмір проблеми.

Чим вище VSWR, тим вище напруга у вузлах високої напруги, і саме це завдає шкоди електроніці драйвера. Більшість радіостанцій з більшою потужністю в ці дні виявляють VSWR і вимикають або зменшують живлення, щоб уникнути пошкоджень.


2

Насправді є лише кілька речей, які вбивають пристрої живлення РФ:

  • Поточний струм (Ви можете спалити дроти зв'язку)
  • Перенапруга (Типовий пристрій, що працює на напрузі 100 В (~ 50 В), вийде з ладу, якщо Vds перевищує ~ 130 В навіть на мить).
  • Над приводом (особливо деталей у стилі MOSFET та LDMOS, але також тетродами) проколюють заслінку або перегрівають контрольну сітку.
  • Перегрів повинен бути очевидним, але прилади з високою потужністю часто виконують перехід в межах декількох десятків градусів відмови при повній потужності.

Напруги та струми можна чітко збільшити за допомогою відображення, що має відповідний знак, як і потужність (Безпечна робоча зона), якщо відбиття виробляє високу напругу в пристрої, одночасно протікає багато струму.

Через накопичувач можна отримати через зворотну ємність передачі або мережу зворотного зв’язку, якщо стабільність пристрою пошкоджена несправністю.

У більшості амперних ампер не вистачає запасу для справлення з сильно реактивними навантаженнями, оскільки це коштує грошей.


2

Зазвичай за підсилювачем радіочастотного напруги супроводжується якась мережа, що відповідає імпедансу (ймовірно, включаючи індуктори та конденсатори), щоб перетворити опір навантаження в те, з чим може впоратися силовий транзистор, враховуючи його здатність до напруги та струму керування струмом. З цією мережею може також бути пов'язана лінія передачі. Адже на робочій частоті силовий транзистор бачить бажаний опір навантаження.
Конструктор підсилювачів також гарантує, що на всіх інших частотах відповідна мережа створює опір силовому транзистору, що забезпечує відсутність помилкових коливань. Приклад підсилювача 7 МГц
Потужність підсилювача MOSfet з трьома навантаженнями (1, 50, 1000 Ом . MOSfet передає навантаження 50 Ом через відповідну мережу, що складається з фільтрів низьких частот L та C. Він може справлятися з піковим струмом 3 А та піковою напругою 90 В. При навантаженні 50 Ом (синій) він працює в цих межах. Але навантаження на 1 Ом (зелена) призводить до того, що піковий струм буде надмірним, а пікова напруга перевищує зрив MOSfet. В цьому випадку допустимо навантаження 1000 Ом (червоного кольору).

Зауважте, що цей запуск SPICE ні створює диму, ні показує, що відбувається, коли напруга зливу чи струм перевищує межі. Тут не включена лінія електропередачі. Для іншої відповідної мережі або лінії електропередачі, довжина якої може змінюватися, ці результати можуть різко змінитися, можливо, перевищивши обмеження для навантаження 1000 Ом. Консервативний дизайнер може використовувати MOSfet, що має більші межі, даючи стабільний підсилювач, який залишається в межах будь-якого опору навантаження.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.