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功放中磁芯温度的问题 [复制链接]

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离线powermax
 
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4634
只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 2007-03-31
试验irf510的功放,用了大卖场的双孔磁芯做输出变压器,材料不知,外型和表面质地和bn43-202一样,估计为仿制品。
变压器用做1:4阻抗变换,传输线变压器形式、兼做供电,线圈中有直流成分流过。
24v电压,静态250毫安,频率22兆时,调整输入功率大小使输出功率为18w,此时电流1.6a,连续工作3分钟,磁芯表面温度估计超过85度,松香都化(没东西测量,只是摸不上手就认为超过85度)。如果减小输入功率使输出功率为10w,此时电流1.1a,磁芯表面温度估计有60度,可以摸上手。
问,100w的商品机中功放输出变压器磁芯表面的温度在工作的时候大约有多少度?正宗的bn43-202能承受多少功率?
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离线bg6qbt
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7254
只看该作者 1楼 发表于: 2007-03-31
磁环发热,与很多因素有关,最主要的就是阻抗不区匹配,你可以试试把输出比例调整一下,以前不是有朋友说用传输线方式,磁环应该温度很低的.
离线powermax
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4634
只看该作者 2楼 发表于: 2007-04-02
后来怀疑是磁环体积小,磁通密度太大,就换成三个磁环叠套。结果比单个磁环要好点,但还是很烫,不能接受。

一狠心,换了个正宗的ft114-43,用25欧姆同轴电缆绕6匝,现在好了,输出20w功率的时候连续工作5分钟,磁环和线圈温热,估计不超过35度。一个小功放用这么大个磁环觉得有点别扭
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离线ncradio
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11345
只看该作者 3楼 发表于: 2007-04-02
材料问题
估计你的材料是镍锰的
离线BA6BF
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16982
只看该作者 4楼 发表于: 2007-04-03
嘿嘿,yy大卖场的双孔磁芯是偶给他滴~~~

换句话说,你用的这个磁芯就是kn900的磁芯。

再提醒你一下,diy要讲究点灵活运用,不能按照形式照搬。

那个磁芯是nxo-100的材料,也就是说这个磁芯的导磁率相对是比较低的。而你做的这种传输线变压器恰恰需要的就是要求导磁率要很高才行,起码不能低于800吧,否则就形成不了足够的电感量。

还有,在设计高频线性放大器要注意阻抗的设计。在你这个实例里,供电电压是24v,输出功率按照18瓦吧。那么每个功率管的输出阻抗就是(24x24)/(2x18)=16欧姆。对于负载阻抗为50欧姆算,那么变压器的阻抗比就应该是1:3左右。而你现在的阻抗比是1:4,那换句话说,放大器事实上处于过载状态。不过这仅仅是理论计算而已,实践中还要考虑其他的一些因素。

另外,看你的照片,电路应该是单端放大器。这种单端放大器其实并不太适合场效应管,因为irf510这种场效应管的线性区相对于线性发射专用三极管来说是比较窄的。而线性单端放大器要求放大管处于a类,起码要求ab类偏置。这样的话,irf510这种管子就非常不适合了。稍微过推动,就几乎要处于完全导通状态,而且输出变压器本身还要提供管子很大的直流电流,并且是单一方向的脉动直流,其产生磁饱和就是顺理成章的事情了。

所以,如果要用irf510这种管子在高频段用于大功率线性放大,用推挽电路几乎是唯一的选择。由于推挽放大器是由两个管子分别完成一个完整波形的放大,所以不再要求管子处于良好的线性状态,它们可以在b类,甚至c类状态下工作。由于偏置比较浅,所以管子的动态放大范围也就大大增加了。再者,由于磁芯中流动不同方向的脉动电流,所以磁饱和现象也就大大减轻了。

从磁性材料上说,我国生产的nxo系列磁芯和欧美及日本生产的ft和t系列磁性材料相比无论是磁损耗还是高频性能上都还是存在很大的差距。我不知道国产是否有高频损耗很小并且导磁率很高的磁芯,但是我拆过ft80c的输出变压器并做过测试,那的确不一样。ft80c使用的那种磁性高频性能自然无可挑剔,然其导磁率也高的惊人,绕1圈的漆包线就可以产生5~6uh的电感量。而kn900使用的磁芯,绕2圈的电感量也没超过2uh。这的确就是差距,没有办法的事情。所以kn900在1.8mhz的输出功率相对于3.8mhz以上的频段就大幅度降低,这其实就是磁芯的问题。

希望我说了这么多话能对你有所启发吧。
离线8200
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1976
只看该作者 5楼 发表于: 2007-04-03
认真学习了
离线bg7vq
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1881
只看该作者 6楼 发表于: 2007-04-03
用emi磁环试试。
离线powermax
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4634
只看该作者 7楼 发表于: 2007-04-03
原来是想按照1:4阻抗变换,输出23w左右的,但前级推动的功率上不去,所以输出功率最大只能到18w,还有,我的功率计的最大量程是20w。
传输线变压器做成1:3的阻抗比很困难,我想16欧姆和12.5欧姆差不太大,是否可以将就一下?你说过载我还没理解,我认为设计为23w输出的放大器,过激励造成输出功率超过设计功率,才叫做过载,现在的情况是轻载,不知道对不对?
有空我再改成并联馈电形式的电路,用一个磁环专门做高频扼流,使变压器中没有直流大电流通过,看看变压器发热有没有改善。
可能是你看错了,我用的这个磁环我记得单匝电感量是很高的,我认为它是高导磁率的磁环,而不是导磁率为100的磁环。以前借了个电感表量过,好象单匝电感量是3uh左右,有空再去借来证实一下。
离线BG8DMY
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29289
只看该作者 8楼 发表于: 2007-04-03
学习了.....
离线powermax
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4634
只看该作者 9楼 发表于: 2007-04-03
可能是你看错了,我用的这个磁环我记得单匝电感量是很高的,我认为它是高导磁率的磁环,而不是导磁率为100的磁环。以前借了个电感表量过,具体是多少电感量现在忘记了,有空再去借来证实一下。
以前在yy那里买的nxo-60和nxo-100的磁环我也都有,外表和这个不一样的。我一直认为低导磁率的磁环不容易发生磁饱和,也就没高导磁率的磁环发热那么严重。有空我也把nxo-60和nxo-100的双孔磁环用上,比较看是不是这样。

图中分别有nxo-10,nxo-60,nxo-100,还有这次用的外形和bn43-202一样的磁环
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离线powermax
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4634
只看该作者 10楼 发表于: 2007-04-03
还有,在设计高频线性放大器要注意阻抗的设计。在你这个实例里,供电电压是24v,输出功率按照18瓦吧。那么每个功率管的输出阻抗就是(24x24)/(2x18)=16欧姆。对于负载阻抗为50欧姆算,那么变压器的阻抗比就应该是1:3左右。而你现在的阻抗比是1:4,那换句话说,放大器事实上处于过载状态。不过这仅仅是理论计算而已,实践中还要考虑其他的一些因素。

你说这个过载的问题,我还是没有想通。
实际电路中用的是1:4变比,负载是50欧姆时,在管子这边的阻抗是12.5欧姆,输出功率大约是24*24/2*12.5=23.04w。现在推动功率不够,输出只有18w。如果这个叫过载的话,那么一台正常的ft757gxii,在50欧姆负载上有标称100w的输出功率,只开到15w输出,这算是严重过载了?
离线powermax
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4634
只看该作者 11楼 发表于: 2007-04-03
电路被改成了这样,用一个大的不知名磁环做高频扼流圈,给功放管供电。输出变压器用外形和bn43-202一样的磁环,初级用电容隔直,线圈中没有直流电流。

结果,22兆输出18w的时候,工作1分钟不到,输出变压器烫不可摸,扼流圈大约有50度。

~输出变压器上白色的是硅脂,原来给它加有个散热片

结论,这个磁环的材料有问题
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离线ncradio
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11345
只看该作者 12楼 发表于: 2007-04-03
换nxo-100的吧
离线powermax
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4634
只看该作者 13楼 发表于: 2007-04-03
后来又改成这样,把三个外型和bn43-202一样的磁环叠套起来,为的是减小磁通密度

结果,22兆输出18w的时候,工作几分钟,输出变压器大约有50度,扼流圈温度比有下降。

结论,多个磁环叠套还是有效的
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离线powermax
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4634
只看该作者 14楼 发表于: 2007-04-03
现在,电路又成了这样。
一个nxo100磁环做输出变压器,只是,电缆是蓝色的25欧姆电缆,其他相同上面的条件,变压器大约有50度,扼流圈温热,远低于变压器温度。

结论,这个磁环在22兆能用
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离线powermax
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4634
只看该作者 15楼 发表于: 2007-04-03
现在,又成了这样,一个nxo60磁环被用在变压器这里。可以看到,nxo60材料的颜色比nxo100要稍微浅一些,nxo100的偏黑,nxo60的偏灰。

结果,22兆18w的时候,温度和前面nxo100的情况相当。
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离线powermax
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4634
只看该作者 16楼 发表于: 2007-04-03
现在,用两个nxo-10做输出变压器。本来想用三个叠套的,只是原来裁好的25欧姆同轴电缆不够长了。
结果,在其他条件不变的情况下,输出功率只有13w多,没达到18w。变压器温度很低,略高于室温,估计有30-35度。

结论,这个变压器导磁率不够,电感量不够。
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离线powermax
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4634
只看该作者 17楼 发表于: 2007-04-03
正宗的ft114-43做输出变压器,工作一分钟,变压器是凉的,扼流圈是暖的,大约有30-35度
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离线powermax
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4634
只看该作者 18楼 发表于: 2007-04-03
把扼流圈换成外形和bn43-202一样的磁环
结果,一开始发射,扼流圈马上有明显温升,半分钟不到,烫不可摸。但输出功率不变化

结论,这个磁环有问题。如果做为变压器用,功率不太大的话,加个散热片的话,你不嫌温度高的话,要求不高的话,还是可以用的

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离线powermax
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4634
只看该作者 19楼 发表于: 2007-04-03
拍这个功率计的时候,摄像头的线不够长,对焦很长时间都不满意,结果闻见烧烙铁的味道。用手摸摸那个扼流圈,
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