小女子在下请教MOS管的高压放大问题

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 楼主| yfliu 发表于 2007-5-19 14:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
<br />本人刚接触电子电路设计不久,现要设计一款高压放大电路。用Multisim对如下原理图进行仿真时,信号正常。但我动手调电路的时候,不知道是什么原因,MOS管的漏极电压和栅极电压一样,怎么都调不上去,请高手指教,不甚感激!
maychang 发表于 2007-5-19 15:52 | 显示全部楼层

这个电路实在危险

R2左端电位在Q1截止时接近200V,如果R3调到数值比较小的位置,U1A同相输入端电位将超过9V。<br />楼主可能会说,由于存在负反馈,这种情况不可能发生。但考虑到暂态过程,这种情况是可能的。<br />建议反馈从Q1源极取。当然,反馈极性要反过来。<br />
bsbjx 发表于 2007-5-20 13:23 | 显示全部楼层

我不会分析,惭愧!

恐怖!<br />&nbsp;&nbsp;&nbsp;200V下,调节滑变电阻!!!<br />&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
 楼主| yfliu 发表于 2007-5-21 09:05 | 显示全部楼层

请问二楼maychang

谢谢你们的回复。<br />请问二楼maychang&nbsp;:我在仿真的时候,可变电阻从1%~99%时,U1A同相输入端电位只在3.274~3.283V之间变化,实际调节的时候,这点的电位也差不多是在这个范围内变化,并没有出现超过9V的情况,这是什么原因呢?还有,Q1的源极是直接接地的,若从这点反馈到U1A的反相输入端,那岂不是反馈电压一直等于0V?<br />请帮个忙分析一下,谢谢!
maychang 发表于 2007-5-21 09:41 | 显示全部楼层

回楼主

“实际调节的时候,这点的电位也差不多是在这个范围内变化,并没有出现超过9V的情况,这是什么原因呢?”<br />这就是负反馈的作用。R3这个电阻越小,运放同相端电位越高,运放输出也越高,Q1中电流越大,R2中电流越大,R2左端电位越低。<br />但是暂态过程中这个关系可能被破坏。<br />反馈从源极取,当然源极到地之间要串个电阻。
鲍云竹 发表于 2007-5-21 16:32 | 显示全部楼层

不清楚这个电路的用途

不清楚这个电路的用途。<br />从原理看,R3引入了同相反馈,当Q1的漏极电压升高后,R3引入的同相反馈加深,运放输出升高,Q1饱和,Q1的漏极电压下降。<br />如果去掉R3,Q1的漏极电压应该可以升高。<br />R3的设计目的,应该可以用其他方式反馈实现。<br /><br />**IRFP250的VDSS是200V,在这里应该选用更高VDSS的MOS管。
 楼主| yfliu 发表于 2007-5-21 16:50 | 显示全部楼层

谢谢

  
 楼主| yfliu 发表于 2007-5-21 17:08 | 显示全部楼层

谢谢!再次请教maychang

这个电路的功能:在R2的左边能输出可变的直流(大概数十伏的高压)叠加可变的正弦信号。其中正弦信号的可变范围由输入不同幅值的输入信号进行调节。<br />to&nbsp;maychang&nbsp;:您说反馈信号从源极取,然后反馈到U1A的反相输入端,那在没有输入正弦交流信号时,U1A的输出是负的电压,那IRFP250岂不是无法工作。这里是希望IRFP250工作在线性放大区,也就是希望VGS=5伏左右。<br /><br />还有一个疑惑:对于现在的这个电路,不管我怎么调节这5个电阻,IRFP250的栅极电压为什么无法调到5V或更高,只能钳制在4V左右?<br /><br />谢谢回复!
maychang 发表于 2007-5-21 21:51 | 显示全部楼层

回楼主

“那在没有输入正弦交流信号时,U1A的输出是负的电压,那IRFP250岂不是无法工作。”<br />运放的同相输入端和反相输入端都接地,其输出是不定的,因为失调电压方向我们不知道。<br />这种情况,当然应该加上适当的偏置,例如在运放同相输入端加一个很小的正电压。<br /><br />“还有一个疑惑:对于现在的这个电路,不管我怎么调节这5个电阻,IRFP250的栅极电压为什么无法调到5V或更高,只能钳制在4V左右?”<br />没事调节这几个电阻干什么?调节总得有个目的,乱碰还能碰出来?<br />“钳制在4V左右”,此时IRFP250的漏极电压是多少?<br />
 楼主| yfliu 发表于 2007-5-23 17:28 | 显示全部楼层

to maychang

<br />从源极取反馈电压至反相输入端,那交流信号也是从反相输入端接入的吗?还是从同相输入端接入。<br />我的意思是:反相输入端接反馈电压,但同相输入端接地,那么运放的输出就是负的了,也就是MOS的栅极直流偏压是负的,就不能正常工作了。<br />“钳制在4V左右”,此时IRFP250的漏极电压也是4V左右,这两个脚的电压一直都是一样。<br /><br />我初步发现是30K的电阻太大了,因为MOS管一工作,漏极电流至少是8A左右,那压降岂不是全都降到R2上。但是,我今天将R2变为100欧,当Vcc还未加到100V时,这个电阻就冒烟了,功率太大了。<br /><br />是不是应该将IRFP250这个大功率管换成小电流的N-JFET。N—JFET的栅极偏压为负值才能工作,那电路最好应该怎么改动?直接将反馈电压引到运放的反相输入端给N-JFET设置直流工作点行吗?<br /><br />还有,耐压120V左右的小电流的N-JFET常用的型号有吗?不知道是不是因为搜索的方法不对,我找了几天,还没找到!<br /><br />
maychang 发表于 2007-5-23 18:08 | 显示全部楼层

有点不明白

“因为MOS管一工作,漏极电流至少是8A左右”<br />要那么大电流干什么?再说,R2是30k,VCC是200V,这个电流至多不过6.7mA,不可能再大了。<br />R2用100欧姆,功率最大可达400W,当然冒烟了,没把电源烧掉就是你运气好。<br />
maychang 发表于 2007-5-23 18:28 | 显示全部楼层

我明白了

“耐压120V左右的小电流的N-JFET”那个帖是你发的吧?<br />看来还是个连欧姆定律都没搞明白的后生。<br /><br />还是把这个电路设计要求完整地贴出来吧。增益要多少?要求同相还是反相放大?负载是什么?要求输出电压电流幅度?带宽?……<br />
maychang 发表于 2007-5-23 18:29 | 显示全部楼层

说错了,不是后生,是mm

  
maychang 发表于 2007-5-23 18:39 | 显示全部楼层

楼主别再找“耐压120V左右的小电流的N-JFET”了

这个方向就错了。而且耐压120V根本就不能用到200V电源电压下。
bsbjx 发表于 2007-5-23 19:36 | 显示全部楼层

IRFP250的栅极电压为什么无法调到5V或更高,只能钳制在4V左右

可能的原因:<br />&nbsp;&nbsp;栅极和源极之间有个保护用的稳压管。&nbsp;这个保护用的东西在高压管里比较常见。<br /><br />我没有分析电路,也没看管子的datasheet,意见仅供参考。
tyw 发表于 2007-5-23 20:10 | 显示全部楼层

看哦

<br />&nbsp;<br />&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<a href="http://cn.ic-on-line.cn/Pdfsearch.asp?searchPart=name&skey=IRFP250" target=_blank>http://cn.ic-on-line.cn/Pdfsearch.asp?searchPart=name&skey=IRFP250</a><br />&nbsp;<br /><img src="http://bbs.21ic.com/upfiles/img/20075/2007523195713247.gif"><br /><img src="http://bbs.21ic.com/upfiles/img/20075/2007523195753963.gif">
杨真人 发表于 2007-5-23 20:24 | 显示全部楼层

VDS=200V,会不会在VDD=200.5V时管子挂掉?

<br /><img src="http://bbs.21ic.com/club/bbs/images/emote/mood14.gif">貌似有这个可能。<br /><br /><img src="http://bbs.21ic.com/club/bbs/images/emote/mood17.gif">楼主的图里Q1的S端好象不到地。示波器的G也不到地。这是不行的<img src="http://bbs.21ic.com/club/bbs/editor/images/delete.gif">。<br /><img src="http://bbs.21ic.com/club/bbs/images/emote/mood22.gif">VCC200V这个也是不妥的。<img src="http://bbs.21ic.com/club/bbs/images/emote/mood25.gif">不如接个200V的电池。<br />电路搭成这样,我看不懂是什么理论来着。<img src="http://bbs.21ic.com/club/bbs/images/emote/mood23.gif">
tyw 发表于 2007-5-23 21:31 | 显示全部楼层

横七竖八,累,晕,LZ在玩什么东东

  
 楼主| yfliu 发表于 2007-5-24 09:20 | 显示全部楼层

to maychang

可能是我没有表达清楚,300V高压电源坏了,现在只有0~150V连续可调的高压电源,所以要找一个耐压在150V之内的管子。<br /><br /><br />我设计的目的就是要输出这样的信号:U=U0+U1sinwt,即直流信号和交流信号的叠加。要求:直流信号U0和交流信号U1是可调的,U0的可调范围在60V左右,U1的可调范围在30V左右(当然这二者的可调范围越大越好)。负载是容性负载,几乎不需要电流。同相或反相放大都可以。带宽:40KHz左右。<br /><br />上面所设计的电路的基本思想是:先调可变电阻,确定U0,此时,整个电路的增益是固定的,然后调节输入交流信号V2的幅值来调节U1。<br /><br /><br /><br /><br /><br /><br /><br /><br /><br /><br /><br />
maychang 发表于 2007-5-24 09:50 | 显示全部楼层

看来不是实际应用

40kHz容性负载,就必须考虑电流需要多大了。<br /><br />“要求:直流信号U0和交流信号U1是可调的,U0的可调范围在60V左右,U1的可调范围在30V左右”<br />这个电路并不能满足这个要求。你调的是反馈量,从而改变了增益。不宜用这样的方法调U0,因为这样做,对给定的交流输入信号,调U0时也会改变U1。最好是U0和U1各自独立,互不影响。也就是说,这个电位器应该放到输入端改变直流输入,不应该放到反馈回路里,让增益是个定值。<br />等我画个图,晚上我再把图贴出来。
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