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一个关于耦合线圈的电路

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lv0817|  楼主 | 2018-11-23 11:08 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

如上图所示,有这样一个电路,变压器是将初级线圈直接套在次级线圈上边的耦合线圈。匝数比为3:110.示波器测得功率管集电极电压Vpp大约60多V,CL负载电容出的电压大约2KV多一点。
各位前辈,有下面这样几个问题:
1. 在书中讲的丙类放大电路的选频网络一般只有一个LC选频,那么这个电路中,C1,L1和CL,L2是不是构成了两个LC选频网络?如果是的话,这个电路的谐振频点应该如何估算呢?
2. 设计目标是要在负载电容上输出峰峰值 3KV的正弦波形 电压,目前我能做到2KV,如果提升的话应该从什么方面着手?(设计要求谐振点在1MHz-3MHz之间,目前的谐振点是1MHz多一点点,我理解的是次级线圈的匝数不能再增加了,因为如果再增加次级匝数提高输出电压的话,谐振点就会低于1MHz,所以不知道应该如何再去优化)
3.目前电源使用的是30V的电压源,功率管加了散热片,实际测试中,开机之后,总电流为0.25A,然后功率管温度开始上升,总电流开始增加,变压器次级的输出电压开始下降。当微调信号的频率时候,总电流可以下降一点,输出电压有一点回升。但是随后总电流再次开始增加,周而复始。。。。。。想请教一下各位这种情况是什么原因导致的?应该如何调整电路?
4.蓝色的波形是集电极处的波形,也就是2点处的测量结果。理论上应该是个正弦波,为什回成为这个样子?
5.如果不采用自己搭建的这种电路,是否还有更好的电路实现方法?将信号从几付升高到3KV

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king5555 + 1 可以有双调谐。提高匝数。输入过大。調谐非基频。二次侧不调谐。

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沙发
william008| | 2018-11-23 15:35 | 只看该作者
可以试试看用1/3MHz来激励。
你的实测波形似乎存在寄生震荡,频率远高于1MHz,所以看起来不是正弦波。但我觉得不是主要问题,不用过多关注。
如果想进一步提高输出电压,可以考虑用H桥驱动,理论上输出电压可以翻倍。代价就是电路更复杂。

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板凳
captzs| | 2018-11-23 15:46 | 只看该作者
假如仿真出现这样的波形,就是自激,而且触底。

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地板
maychang| | 2018-11-23 17:26 | 只看该作者
楼主的L2,图中标注110,是110匝么?这110匝是怎么绕的?单层平绕?绕成两层?绕成三层?

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5
马甲的马甲| | 2018-11-23 17:46 | 只看该作者
这电路也太简单了吧?当激励段交流信号木有的时候,靠管子硬抗?要想交流放大电路正常完美工作,交直流工作点,反馈,退耦都要做做好,假如实际电路的话,仿真电路另说。

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6
lv0817|  楼主 | 2018-11-29 09:39 | 只看该作者


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7
lv0817|  楼主 | 2018-11-29 09:41 | 只看该作者
不知道为什么变成了黑底,搞得这么难看,我把我的问题重新写在了下面。

如上图所示,有这样一个电路,变压器是将初级线圈直接套在次级线圈上边的耦合线圈。匝数比为3:110.示波器测得功率管集电极电压Vpp大约60多V,CL负载电容出的电压大约2KV多一点。
各位前辈,有下面这样几个问题:
1. 在书中讲的丙类放大电路的选频网络一般只有一个LC选频,那么这个电路中,C1,L1和CL,L2是不是构成了两个LC选频网络?如果是的话,这个电路的谐振频点应该如何估算呢?
2. 设计目标是要在负载电容上输出峰峰值 3KV的正弦波形 电压,目前我能做到2KV,如果提升的话应该从什么方面着手?(设计要求谐振点在1MHz-3MHz之间,目前的谐振点是1MHz多一点点,我理解的是次级线圈的匝数不能再增加了,因为如果再增加次级匝数提高输出电压的话,谐振点就会低于1MHz,所以不知道应该如何再去优化)
3.目前电源使用的是30V的电压源,功率管加了散热片,实际测试中,开机之后,总电流为0.25A,然后功率管温度开始上升,总电流开始增加,变压器次级的输出电压开始下降。当微调信号的频率时候,总电流可以下降一点,输出电压有一点回升。但是随后总电流再次开始增加,周而复始。。。。。。想请教一下各位这种情况是什么原因导致的?应该如何调整电路?
4.蓝色的波形是集电极处的波形,也就是2点处的测量结果。理论上应该是个正弦波,为什回成为这个样子?
5.如果不采用自己搭建的这种电路,是否还有更好的电路实现方法?将信号从几付升高到3KV

耦合线圈电感比3:110的次级是单层平铺的,因为之前试过多层的,效果并不好,所以就放弃了

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8
lv0817|  楼主 | 2018-11-29 09:44 | 只看该作者
captzs 发表于 2018-11-23 15:46
假如仿真出现这样的波形,就是自激,而且触底。

这个是实际用变压器测到的波形。请教一下前辈,自激产生的信号(也就是蓝色的那个吧),可以超过集电极的直流电压大小么?我感觉我用的是30V的电压,理论上是不是应该不会超过正负30V,也就是60V的大小呢?

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9
lv0817|  楼主 | 2018-11-29 09:44 | 只看该作者
maychang 发表于 2018-11-23 17:26
楼主的L2,图中标注110,是110匝么?这110匝是怎么绕的?单层平绕?绕成两层?绕成三层? ...

这个是单层平饶的

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10
captzs| | 2018-11-29 10:08 | 只看该作者
lv0817 发表于 2018-11-29 09:44
这个是实际用变压器测到的波形。请教一下前辈,自激产生的信号(也就是蓝色的那个吧),可以超过集电极的 ...

你想一想,为什么电感电路要加续流二极管或者电容?就明白电感两端电压是否可以超过电源电压。

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11
maychang| | 2018-11-29 15:14 | 只看该作者
lv0817 发表于 2018-11-29 09:44
这个是实际用变压器测到的波形。请教一下前辈,自激产生的信号(也就是蓝色的那个吧),可以超过集电极的 ...

完全可能超过直流电源电压,甚至达到直流电源电压的若干倍。

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12
maychang| | 2018-11-29 15:20 | 只看该作者
lv0817 发表于 2018-11-29 09:41
不知道为什么变成了黑底,搞得这么难看,我把我的问题重新写在了下面。

如上图所示,有这样一个电路,变压 ...

在书中讲的丙类放大电路的选频网络一般只有一个LC选频,那么这个电路中,C1,L1和CL,L2是不是构成了两个LC选频网络?如果是的话,这个电路的谐振频点应该如何估算呢?

可以是两个LC谐振回路。两个LC谐振回路通常应该谐振在同一频率上,而且要考虑两个线圈之间的耦合程度。
不过,你的电路好像不大可能谐振在同一频率上,因为一个是3匝10pF,一个是110匝33pF,相差太远。

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13
maychang| | 2018-11-29 15:22 | 只看该作者
lv0817 发表于 2018-11-29 09:41
不知道为什么变成了黑底,搞得这么难看,我把我的问题重新写在了下面。

如上图所示,有这样一个电路,变压 ...

即使工作于1MHz的频率上,3匝10pF好像也太小了一些。估计L1和C1并没有谐振在1MHz上。

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maychang| | 2018-11-29 15:24 | 只看该作者
lv0817 发表于 2018-11-29 09:41
不知道为什么变成了黑底,搞得这么难看,我把我的问题重新写在了下面。

如上图所示,有这样一个电路,变压 ...

“设计目标是要在负载电容上输出峰峰值 3KV的正弦波形 电压,目前我能做到2KV”

输出3kV正弦波形电压,你需要多大电流?或者说多大功率?

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15
gmchen| | 2018-11-29 15:55 | 只看该作者
你这个电路,谐振回路应该是第二个LC,即33pF的那个。可以先去掉初级的电容试试。还有,如果直接将示波器探头接到330p电容上的话,探头的输入电容会有极大的影响,可以在探头上串联一个大电阻再接入,这样会对测量结果有一定影响

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16
lv0817|  楼主 | 2018-11-29 16:57 | 只看该作者
maychang 发表于 2018-11-29 15:22
即使工作于1MHz的频率上,3匝10pF好像也太小了一些。估计L1和C1并没有谐振在1MHz上。 ...

嗯,是的,所以我主要是看的次级线圈的谐振点

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17
lv0817|  楼主 | 2018-11-29 16:59 | 只看该作者
maychang 发表于 2018-11-29 15:24
“设计目标是要在负载电容上输出峰峰值 3KV的正弦波形 电压,目前我能做到2KV”

输出3kV正弦波形电压, ...

电流指标没有要求,只要求实际功耗不超过35W即可

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18
lv0817|  楼主 | 2018-11-29 16:59 | 只看该作者
gmchen 发表于 2018-11-29 15:55
你这个电路,谐振回路应该是第二个LC,即33pF的那个。可以先去掉初级的电容试试。还有,如果直接将示波器探 ...

嗯嗯,好的,我试试

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19
maychang| | 2018-11-29 17:44 | 只看该作者
lv0817 发表于 2018-11-29 16:59
电流指标没有要求,只要求实际功耗不超过35W即可

现在汇总一下你的问题:
1、你要求用30V直流电源电压,经变压器输出峰峰值3kV正弦波形电压,对电流无要求。
2、你的变压器匝数比为3:110。测量得初级峰峰值60V。那么次级电压应该为60*110/3=2200(V),完全正常。这也说明你的变压器初级次级耦合是够紧的。

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maychang| | 2018-11-29 17:51 | 只看该作者
lv0817 发表于 2018-11-29 16:59
电流指标没有要求,只要求实际功耗不超过35W即可

我建议你把谐振回路放到初级,而且必须谐振到输入信号频率,即1MHz。
谐振回路是否谐振于1MHz,如果你有信号发生器则测量相当简单:信号发生器输出端串联一支稍大的电阻,例如数千欧,再与并联谐振回路串联。用示波器观察并联谐振回路两端电压,改变信号发生器输出频率,看看在哪个频率上并联谐振回路两端正弦交流电压幅度最大。
并联谐振回路,电容量通常在电容器上有标注(注意:总有一定误差),电感量应该用万用电桥或者LCR测试仪测量。电感量和电容量确定后即可计算谐振频率。

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king5555 + 6 对。谐振电容要摆在初级侧。
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