CC BY
47
23 декабря 2011 г. 11:24
ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЩЕСТВА
Исследование нагрузочных характеристик генераторов класса Е
Проводится исследование и сравнение нагрузочных характеристик трех схем ключевого генератора класса Е с фильтровой нагрузкой. Проведенное компьютерное моделирование и анализ полученных результатов позволили сделать рекомендации по выбору наилучшей схемы построения генератора класса £ с позиции нагрузочных характеристик
Васильев А.В., Козырев В.Б.
Введение
Одной из основных проблем проектирования передающих устройств является увеличение полезной мощности и коэффициента полезного действия (КПД). Генераторные транзисторы в современных передатчиках работают, как правило, с полным использованием по мощности, особенно в выходных каскадах. Для получен« высоких значений КПД в данное время наиболее перспективным является использование ключевых режимов роботы генераторов, в чостности ключевых генераторов класса Е Только в генераторах данного класса выходная емкость транзистора не является паразитной, а входит в состав емкости формирующего контура С^. При этом на предельно высоких частотах она полностью выполняет ее роль. КГ|Д таких генераторов может достигать90.. .95% и выше и, что не менее важно, на гораздо более высоких частотах, по сравнению с другими известными классами ключевых генераторов.
Существенный недостаток данного класса — более высокие пик-факторы по напряжению и току (до 3.. .4), чем в других схемах ключевых генераторов. В связи с этим, приходится выбирать пониженное напряжение питанкя, что несколько снижает полезную мощность и КПД Кроме того, высокий КПД и отсутствие коммутативных потерь обеспечивается в генераторе клосса Е только в так назьюа-емоч оптимальном режиме. Но оптимальный режим работы можно обеспечить только на заданной частоте I при заданной длительности этапа насыщения при определенных 1Спараметрах элементов формирующего контура и сопротивления нагрузки В реальных условиях эксплуатации генератора, например, при смене транзисторов, может измениться амплитуда возбуждения и отсюда длительность при перестройке рабочей частоты (меняются реактивные сопротивление I. и С элементов формирующего контура), при изменении сопротивления нагрузки (входного сопротивления антенны, ее согласующего устройства или выходной колебательной системы) режим работы генератора будет изменяться (отклоняться от оптимального). В соответствии с этими изменениями в худшую сторону меняются и энергетические параметры генератора, и поэтому возникает необходимость в исследовании нагрузочных характеристик. В работе проводится компьютерное моделирование и сравнение характеристик трех схем ключевых генераторов класса Е с фильтрующими контурами (рис 1) [ 1 ]-[4], при изменении сопротивления нагрузки. По результатам исследований сделаны выводы, имеющие важное практическое значение и дающие ответ в пользу тех или иных схем построения для их применения с позиции нагрузочных характеристик Следует отметить, что в (2) уже проводились исследования нагрузочных характеристик генераторов класса Е, однако только для одной схемы с Г-образным формирующим и последовательным фильтрующим контурами и к тому же на биполярном транзисторе.
Компьютерное моделирование нагрузочных характеристик
Комплексное сопротивление нагрузки 1И включает в себя изменение резистивной А/? и реактивной АХ составляющих:
Допустимое отклонение Д7^эп от номинального значения определяется коэффициентом бегущей волны КБВН (или коэффициентом стоячей волны КСВ^ или коэффициентом отражения рн). Минимальное значение КБВН определяет круг — границу изменений относительно ^Нмом-
Величины и 1^Н¥М1 определяются из уравнения окружно-
сти для данного КБВ:
’¡Ы'(ш,етН/ЖН«5-от]
-®т
—1|.
2я
II
Рис 1. Генераторы класса Е фильтровой негрузкой Эпюры тока ключа и напряжения на ключе
50
Т-Солпт, #9-2011
