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      采用射頻功率MOSFET設(shè)計功率放大器

      作者: 時間:2009-10-13 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

        推挽工作過程需要一個平衡電路,每個開關(guān)管的漏極均與一個雙股扼流電感相連,采用這樣的結(jié)構(gòu)有利于磁通的平衡。

        綜合考慮最大輸出功率和最壞工作條件,Vdd應取為125V。這樣,每個開關(guān)管將提供125W的輸出功率,與1400pF的輸出電容Cos并聯(lián)的漏極阻抗為90歐姆??梢圆捎迷黾臃至髌骰虼?lián)電感的方法對輸出電容進行補償。由于已經(jīng)在開關(guān)管的漏極上采用了雙股扼流電感,因此輸出電容補償措施可以考慮采用串聯(lián)補償電感。

        為了使漏極阻抗呈純阻性,應當在開關(guān)管的漏極上串聯(lián)電感。Rp可以通過公式(2)計算得到,而Cos是Vdd的反函數(shù)。計算出Rp和Xcos之后,選取適當?shù)卮?lián)電感,可以實現(xiàn)共扼匹配,如圖2所示。其中,Cop與并聯(lián)輸出阻抗Cos有關(guān)。


        通過公式(2)可以計算出Rp等于90歐姆,輸出電容為125pF。在50MHz頻率下,電抗Xcos為-j25.4歐姆。由此可以算出Rs為6.6歐姆,而所需的最優(yōu)取值為6.25歐姆。這就需要將漏極電壓稍稍調(diào)低或者將輸出功率

        稍稍調(diào)高即可獲得所需的最優(yōu)取值。但是,在實際工作過程中,如果不能通過調(diào)整漏極電壓或輸出功率的方法獲得所需的串聯(lián)等效阻抗值,可以考慮在開關(guān)管上并聯(lián)一個電容以增大Cos的取值,這樣Ls的取值也將相應的變化。增大Ls使Xcos過補償可以增大有效Rs值。如果在負載端增加一個分流電容,可以增大有效Rs值。圖3中的電容C8就是這個分流電容。這樣,電感、分流電容和輸出電容就構(gòu)成了一個π形網(wǎng)絡(luò)。


        盡管的DC非常高,但是由于工作頻率高達50MHz,的輸入電容將使其輸入阻抗呈現(xiàn)射頻短路狀態(tài)。雖然可以通過增加匹配網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)阻抗匹配,但是匹配網(wǎng)絡(luò)的Q值將很高,其成本也將大大提高。最適宜的方法是采用一個簡單的電感網(wǎng)絡(luò)來控制變換過程。

        輸入阻抗在工作過程中并不是固定不變的,由于密勒電容效應的作用,輸入阻抗的變化范圍將相當大。

        圖3是50MHz/250W的電路原理圖。門極匹配通過變壓器和調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)。變壓器可以提供推挽結(jié)構(gòu)所需的平衡輸入。推挽結(jié)構(gòu)可以使單個的有效輸入阻抗增大約四分之一。注意,變壓器次級不能懸空,應通過接地電阻接地。輸出電路采用前面提到的串聯(lián)補償方法,大電感用于獲得滿意的輸出電阻匹配效果,電容C8是輸出電感網(wǎng)絡(luò)的分流電容。T2是雙股環(huán)形分流扼流電感,該電感位于L2/L3補償扼流電感的低阻抗端,射頻電壓對它的影響很小,因此不會飽和。輸出耦合電容需要承擔射頻電流,因此需要采用表面積較大的型號。



      關(guān)鍵詞: MOSFET 射頻功率 功率放大器

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