Схемы защиты транзисторных РА

[UA6LJV]

Исправляю:По горизонтали одна клетка-100 МИКРОсекунд.

[Sergi]

MRFE6VP61K25, в настоящее время полностью изготовлена и испытана одна палета. Транзистор для второй палеты уже куплен, и со скоростью Алиэкспресс доставляется.

Если первый тоже на али брался - полезно дать ссылку на проверенный.

[UA6LJV]

Схема собрана и испытана в первоначальном виде, до модернизации.Будет в последствии с чем сравнивать.
На первом фото посылка импульса без срабатывания защиты.
На втором-срабатывания защиты  вблизи максимума амплитуды.Хорошо видно,как происходит аварийный сброс мощности.
Импульсы на обоих фото одинаковые,и являются огибающими CW сигналов точки,со скважностью примерно 1:10 ,и с закруглением переднего и заднего фронта.
Настройка усилителей таким сигналом, позволяет :
Во первых настраивать ненастроенный усилитель на полной мощности, и избежать тепловых проблем. Поскольку средняя тепловая мощность не более 10-20%(это при КПД близко к 0%), нагружая усилитель 100% амплитудной мощности.
Во вторых благодаря скруглению фронтов (аналог сигнала ДТГ), хорошо видно возникающие нелинейности и самовозбуждение усилителей.
По этой теме могу написать, отдельный, развернутый пост, если не очень понятно.

[RA3WDK]

Для ламповых РА защиту делаю по току на мощных герконах (у них контакты позолоченные, можно и на маленьких- мотать обмотку на них неудобно). Подбираю витки на надежное срабатывание 1 или 1,5 А. Для ламп это нормально по скорости.

Для транзисторов ( точнее СВЧ модулей РА - с ними приходится время от времени сталкиваться по работе) - две защиты обязательны :
1 НО по входу, по превышению мощности на контрольном выходе НО - прямое управление мощным pin диодом операционником - усилителем сигнала с детектора после НО
2 если нет возможности поставить вентиль ( а это не всегда возможно) - по выходу РА два мощных pin диода с нагрузкой 50 Ом. Так как чаще происходит КЗ, чем обрыв - то один диод плавно запирает тракт антенны, а второй диод отпирает нагрузку для РА.
Усилитель не для АМ и линейных сигналов. Сигналы цифровые, есть даже стабилизация амплитуды (там AD8317).
Но как вариант использования в радиолюбительских целях возможно - ОУ включить в режиме компаратора.

P.S. кстати, эта схема защищает от возбуда, в этом случае вход РА оказывается на нагрузке, а его выход уже по ситуации, но возбуд прекращается.

[UA6LJV]

Сегодня провел модернизацию схемы, с целью максимально уменьшения времени срабатывания.
Удалось почти невозможное.Почти на два порядка ускорилось время снятия напряжения на затворах.
Примерно через пять микросекунд, после подачи сигнала аварии на вход схемы, напряжение на затворах MRFE6VP61K25 уходит в минус 2 вольта, что гарантирует срыв любых самовозбуждений. Подробности завтра.
На фото изменение напряжения на затворах MRFE6VP61K25, при срабатывании защиты.
Вверх-вниз одна клетка=1 вольт.
Ноль вольт=две клетки от низа.
Слева на право 1 клетка= 50 микросекунд.

[UA6LJV]

Сегодня провел реальные измерения фронта сброса мощности моего усилителя, при срабатывании аварии, на выходе усилителя с использованием ВЧ детектора .
Выкладываю фото, с объяснением.
Фото 1. Огибающая сигнала телеграфной точки, с большой скважностью, и скруглёнными фронтами. (Какая отличная линейность усилителя! ). Развертка: 1 клетка=1 миллисекунда.
Фото 2. Такой же сигнал, но сработала схема защиты.
Фото 3. Тот же сигнал, но развертка в 5 раз быстрее.
Фото 4. Тот же сигнал, но развертка в 20 раз быстрее. 1 клетка=50 микросекунд.
Хорошо видно крутизну фронта сброса мощности.За пару микросекунд мощность падает в десятки раз.
Схему с доработками позже.
Да, на всякий случай,кто не знает, что бы фото открывались в нормальном размере, нужно навести курсор на фото,нажать правую кнопку мышки, и нажать"открыть в новом окне или в новой вкладке".

[rv9wmy_Константин]

Интересно! Принцип полного закрытия затвора транзистора в смене полярности с + на - ?

[R3KBF Петр]

Критика и вопросы приветствуются.

Мне все понравилось. Еще бы какой-нибудь вариант бестрансформаторного источника отрицательного напряжения. Было бы красиво.

[UA4FQH]

Интересно! Принцип полного закрытия затвора транзистора в смене полярности с + на - ?

Минус -5,2V  подаётся постоянно через резистор, а  +12V  подаётся через резистор во время передачи.
+12V сняли -5,2 осталось.     RA3AO    "Двух диапазонный телеграфный трансивер".

[R8ACZ Дмитрий]

Мне все понравилось. Еще бы какой-нибудь вариант бестрансформаторного источника отрицательного напряжения. Было бы красиво.

LM2663, например

[R1TX]

Можно применить LM2664. Отлично справляются и на ALC вход трансивера.

[UA6LJV]

Выкладываю полную схему защиты .
Окончательно отказался от двухполярной схемы питания, не вижу в ней ни какого смысла.
Значительный отрицательный импульс получается и без минусового источника (хорошо видно на осциллограмме), за счёт переполюсовки конденсатора 10нф. Схема смещения и защиты питается от единственного и основного питания усилителя +50 вольт, потребляет 80 ма.
Защита 1(основная). Схема срабатывает от уровня высших гармоник. На мой взгляд этот уровень является главным, и определяющим команду на отключение. Если вместо антенны подключить гвоздик, с КСВ 1:25, но мощность снизить, то транзистор будет чувствовать себя вполне комфортно, и можно не отключать усилитель. Иными словами перегрузка- вещь относительная, и о перегрузке говорит не потребляемый ток или высокий КСВ, а рост уровня гармоник, за которым нужно следить в первую очередь. Но это лично моё мнение, возможно многие будут не согласны.
Защита 2. Это тепловая защита, по температуре пластины, на случай стопора вентилятора и др.
Защита 3. Это защита по току, если произошел пробой в схеме. На пример конденсатора или КЗ провода.Сгодится  обычный ВА47-29 или подобный.
Защиты 2 и 3 на схеме не нарисованы.

[RadioНam]

Иными словами перегрузка- вещь относительная, и о перегрузке говорит не потребляемый ток или высокий КСВ, а рост уровня гармоник

Скажите, а с чего он вдруг сам по себе ни с того ни с сего  вырастет?
Считаю что защита должна быть от высокого КСВ (обрыв или КЗ в нагрузке) а не от уровня гармоник.

[UA6LJV]

Скажите, а с чего он вдруг сам по себе ни с того ни с сего  вырастет?
Считаю что защита должна быть от высокого КСВ (обрыв или КЗ в нагрузке) а не от уровня гармоник.

Коротко:
Защита транзистора, должна защищать транзистор от перегрузок.
При перегрузках, обязательно возрастает уровень гармоник, который говорит о том, что с работой транзистора не всё хорошо, и он вышел за пределы штатного режима.Причин много, и они могут быть любые.
Самые частые причины,от чего вырастет уровень гармоник:
Перекачка по входу, превышение тока потребления.
Высокий КСВ (при большой мощности).
Неисправность любых деталей в схеме ( пробой конденсатора,плохой контакт,прогорание изоляции и т. д. ).
Неисправность (просадка) питания.
Обрыв или КЗ нагрузки, не включение ант. реле, включение не на ту антенну.
Всё это вызывает резкий рост гармоник, срабатывание защиты и отключение транзистора.
Контроль гармоник, на мой взгляд, самая универсальная защита и заменяет практически все остальные виды защит, вместе взятые, кроме тепловой.

[RadioНam]

Неисправность (просадка) питания.

Вряд ли просадка питания вызовет рост гармоник. Тут даже говорилось о том, что пониженное питание увеличивает КПД РА.
Притом уровень гармоник на выходе ФНЧ уже будет отфильтрован.