Una pregunta sobre un circuito de bobina Tesla de Clase E

¿Operando una clase E a ~ 13MHz con un IRF740? Hmm Ya que hiciste preguntas, repasemos esas. Regresaremos al IRF740.

1. Transformador de la compuerta: no se trata realmente de igualar la impedancia de la compuerta, ya que está resonando con el circuito de la compuerta. El transformador es necesario para flotar o compensar el variador alrededor del voltaje de umbral del FET, de modo que el FET sin variador esté a punto de conducir. Para obtener los tiempos de subida y bajada del variador, el transformador debe tener una buena cantidad de inductancia de fuga. También podría decir que el transformador está mal acoplado en comparación con la mayoría de los transformadores de accionamiento de puerta. La inductancia de fuga es necesaria para agregar Q a la unidad de modo que sea una unidad de compuerta resonante. Lo más probable es que si el primario se maneja con 12Vpp, el secundario tendrá una salida casi sinusoidal con aproximadamente 20Vpp a 24Vpp. Por lo tanto, no coinciden, pero resonante.

2. El stackup de 2 2N3904s no es un Cascode. El 2N3904 superior es solo un inversor de saturación sesgado para amortiguar la salida del oscilador de cristal. El 2N3904 inferior es solo un interruptor para encender o apagar el controlador previo. Un interruptor de habilitación para el circuito.

3. Utilizando el IRF740 a 13MHz. La hoja de datos de IRF740 no habla de \ $ R_g \ $, la resistencia de la puerta dentro del paquete de la parte. Eso es muy malo aquí, ya que es un parámetro muy importante para una aplicación como esta. Pero, la hoja de datos da un valor dV / dt de 4V / nSec, que puede usarse para estimar \ $ R_g \ $. La calificación de dV / dt da la tasa de aumento que puede aplicarse a \ $ V _ {\ text {ds}} \ $ que hará que 3V o 4V aparezcan como \ $ V _ {\ text {gs}} \ $ interno para El FET cuando la puerta está cortocircuitada a la fuente. Una ecuación (referencia 60427 ) para hacer este cálculo es:

   \ $ V _ {\ text {gs}} \ $ = \ $ C _ {\ text {gd}} V _ {\ text {dsSlp}} R_g \ left (1-e ^ {- \ frac {t} { R_g \ left (C _ {\ text {gd}} + C _ {\ text {gs}} \ right)}} \ right) \ $

   Iterar los valores de \ $ R_g \ $ para encontrar \ $ V _ {\ text {gs}} \ $ ~ 4V, y encontrará que \ $ R_g \ $ ~ 8 Ohms para el IRF740. Esa cantidad de \ $ R_g \ $ es un problema, ya que significa que una unidad de compuerta disipativa tendrá una constante de tiempo de al menos 12 nSec, mientras que una unidad resonante será difícil para que funcione la Q deseada. A 13MHz el periodo es de unos 75nSec. Los amplificadores Clase E usualmente operan en un ciclo de trabajo de ~ 50%, por lo que el FET a tiempo será ~ 37 nseg. Es difícil obtener suficiente amplitud en la compuerta para encender y apagar el FET a tiempo. Esta y la pérdida de potencia de la compuerta es la razón por la que una unidad de compuerta resonante se vuelve atractiva a frecuencias más altas. Q debe ser de al menos 4 o 5, y la frecuencia para la unidad de forma sinusoidal debe estar en o cerca de 13MHz. En este caso, el controlador de compuerta resonante IRF740 necesita una inductancia de ~ 100nH para el funcionamiento de 13MHz, pero eso es solo una Q de ~ 1. Las Qs que se acercan a 5 tienen una frecuencia de resonancia cercana a 500 kHz. Finalmente, incluso si la compuerta funcionara, el dV / dt limitaría el pico \ $ V _ {\ text {ds}} \ $ a 13MHz a ~ 100V. No estoy seguro de cuáles son sus necesidades aquí, pero eso podría ser un problema.