Выбор схемы усилителя мощности и расчёт её компонентов
В цепи затворов транзисторов VT9, VT10 включены резисторы R17, R18, которые вместе с ёмкостью затвор-исток образуют фильтр нижних частот, уменьшающий уровень гармоник при открывании транзисторов. Этой же цели служат элементы R22, R23, С12, С13, VD7-VD10.
Обмотки W1 и W2 трансформатора Т2 включены в цепь стоков транзисторов VT9, VT10. Расчёт низкочастотных фильтров: R17, Сб и VT9 и R18, Сб и VT10. Верхняя граничная частота Hчф f=1/tвкл ∙2π, [7]
где Кс -коэффициент сглаживания Hчф, принимаем Кс≈50 и время включения транзистора tвкл=70 нс.
f=1/70∙10ø⁹∙6,28≈2,27 мГц
Принимаем верхнюю граничную частоту Hчф f=3мГц и находим значение R17 и R18.
R17= R18=Кс/ ω∙Сз с=50/6,28∙3∙10⁶∙10ø⁹=2,65 кОм.
Принимаем R17= R18 ≈3 кОм. При расчёте Hчф на выходе ключевого каскада задаётся током разряда индуктивности трансформатора Iр=0,01 и определяем значение сопротивления R22= R23.
R22= R23=Uпит/Iр=300В/0,01=30 кОм.
Мощность, рассеиваемая резистором R22 и R23 определяем по формуле:
Р R22= Iр² R22=10 ø⁴∙3 ∙10⁴=3 Вт.
Выбираем резисторы типа R22 =R23=С5-16МВ-5Вт-30кОм.
Рассчитываем значение ёмкости для Hчф с верхней граничной частотой fгр=3мГц.
С12=С13= Кс/ ωгр∙ R22=50/6,28 ∙3 ∙10⁶∙3 ∙10⁴ =88nф.
Принимаем С12=С13-К10-17-1А-М47-100 nф.
Для исключения шунтирования обмотки трансформатора в рабочей полупериод последовательно с НЧФ включаем диоды VD5…VD8 типа 2Д253А.
Параметры данного диода [6]:
максимально допустимое постоянное обратное напряжение Uобр. max≤800 В;
максимально допустимый средний прямой ток Iпр≤3А;
предельная частота fпр=100 кГц;
время обратного восстановления tвос<0,22 мкс.
Для предварительного усилителя управляющих импульсов выбираем высокочастотные полевые транзисторы типа КП922, выходной мощностью не более 1,5 Вт.
Параметры транзисторов типа КП922 (VT3…VT8):
максимальная выходная мощность Рвых ≤ 1,5 Вт;
максимально допустимое постоянное напряжение сток-исток Uс-и=100 В;
ток стока, не более 10А;
сопротивление сток-исток в открытом состоянии rс-и ≤0,2 Ом;
ёмкость затвор-исток Сз-и ≈1500-2000 nф;
максимально допустимая мощность рассеяния Ррас=45 Вт;
крутизна характеристики S=1000…2100 мА/В.
Расчёт резисторов R12 и R13 из условия обеспечения низкого уровня на вводе 8, около 0. при поступлении управляющих сигналов от микросхемы, на её выходе, при отсутствии управляющих сигналов, остаётся напряжение, величиной 1,3-1,8 В.
Для обеспечения низкого напряжения на вводе 8, падение напряжения на R12 должно находиться в пределах 1,3-1,8 В. Ток через резистор R12 принимаем равным 5 мА и находим его значение.
R12=1,3-1,8/IR=1,5/5·10 ֿ³=300 Ом.
Выбираем R12 = R13 типа С2-33Н-0,125-300 Ом.
Для обеспечения типового режима работы полевых транзисторов в типовой схеме усилителя значения резисторов R14 и R15 выбраны, равными 620 Ом, типа С2-33Н-0,5-620 Ом.
Резисторы R16 и R19 подбираются экспериментально и выполняют защитную роль транзисторов VT4, VT7 и VT6, VT8, при коммутации силовых транзисторов.