Análisis de un circuito oscilador Armstrong

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Estoy tratando de analizar el siguiente circuito del oscilador Armstrong de HF Tesla coil experimentos . Estoy particularmente interesado en esta topología debido a la operación de clase E y la alta eficiencia mencionada en el proyecto original.

Comoprimerpaso,simuloelcircuitoymicircuitoLTSpiceeselsiguiente.MOSFETR6020PNJseusaenlugarde2SK2698(elmodeloMOSFET(STW14NM50)queestádisponibleenel publicación del mismo autor No me estaba dando la oscilación). La inductancia de las bobinas primarias, secundarias y de tickler se calcula a partir de los parámetros de geometría proporcionados en la descripción del proyecto . Se agrega un condensador de serie al secundario para hacer que el auto secundario resuene a 4.76MHz para que sea igual al proyecto original. Se agrega una resistencia de carga para hacer el bucle secundario.

EntiendoqueelobjetivodelproyectooriginalesgenerarunarcodentrodeunajauladeFaraday,sinembargo,aquí,estoytratandodeusarelsecundariocomocarga.

Primero,quieroentenderelfuncionamientodeestatopología.Enparticular,elpapeldeC3yC4noestáclaroparamí.

Acontinuación,megustaríaderivarecuacionesparalafrecuenciadeoscilaciónylosvoltajesdeoscilaciónentreL1yL2.Entiendoporlassimulacionesquelafrecuenciadelaoscilación(~7.8MHzenestasimulación)esaltamentedependientedelaresonanciasecundaria,peronoesigualalaauto-resonanciadelabobinasecundariaolaresonanciaL1-C4.(alparecer,tambiénnotéquelacapacitanciadeentradaysalidadelMOSFETessustancialmentemayorqueC4:C_iss=2040p,C_oss=1660pF,C_rss=70pF)¿Cómopuedocalcularlafrecuenciadeoscilación?

Sehaceunapreguntacomplementariaaesteanálisis aquí :

    
pregunta Pojj

1 respuesta

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Quiero entender el funcionamiento de esta topología. En particular, la   el papel de C3 y C4 no está claro para mí.

Lc y C3 forman un filtro de voltaje de alimentación; en otras palabras, intentan evitar que la interferencia vuelva a la línea de 60 voltios. Esto podría explicarse mejor si proporcionó un enlace a la ubicación del circuito. Por ejemplo, esos componentes también evitarán que el ruido de los 60 voltios llegue al oscilador, pero la imagen más grande no está disponible, por lo que es una cuestión de conjeturas.

C4 (y la capacitancia de la fuente de drenaje del MOSFET parásito) dictan la frecuencia resonante del oscilador junto con L1. Los efectos de carga debidos a RL en el secundario pueden cambiar esta frecuencia ligeramente debido al factor de acoplamiento entre las bobinas.

  

A continuación, me gustaría derivar ecuaciones para la frecuencia de oscilación

Cualquier derivación debe tener en cuenta una gran cantidad de factores menores, así como importantes, y esto se logra mejor utilizando una herramienta de simulación, pero los principales factores incluyen: -

  • L1
  • C4 en paralelo con capacitancia MOSFET
  • Lo anterior forma un circuito resonante
  • C5 y la bobina secundaria forman un circuito sintonizado en serie que alimenta la carga
  • El circuito sintonizado en serie y el acoplamiento (0.8) modificarán la frecuencia de oscilación.

Si tuviera que analizarlo, probablemente usaría un simulador y realizaría un análisis de CA que involucraba la estimulación de L1 y C4 (más la capacitancia MOSFET) con una fuente de corriente y la búsqueda de los picos resonantes en el espectro de frecuencias para diferentes cargando valores.

A partir de eso, consideraría ir por el camino de hacer una fórmula basada en lo que había visto en la simulación.

    
respondido por el Andy aka

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