一起来玩电感单端

hwckent

180016200 发表于 2026-7-6 17:06
改变50k的电阻，从10k到100k  仿真结果未变

输入等效阻抗我简单说50k是不严谨的,实际输入源内阻和偏置电阻共同决定的,真实的驱动阻抗6C3 屏极输出阻抗占大头

lin889889

输出管可以考虑用IRF540N，PD有130W，高跨导，低导通电阻，便宜。
还有，还是负电源接地好。正电源接地，电源干扰会大很多。

180016200

hwckent 发表于 2026-7-6 17:41
输入等效阻抗我简单说50k是不严谨的,实际输入源内阻和偏置电阻共同决定的,真实的驱动阻抗6C3 屏极输出阻 ...

喔喔  是这样的啊

180016200

lin889889 发表于 2026-7-6 18:29
输出管可以考虑用IRF540N，PD有130W，高跨导，低导通电阻，便宜。
还有，还是负电源接地好。正电源接地， ...

嗯  管子选用最后来  现在先从仿真里面把不同管子区分出来   比如失真  放大倍数  内阻  频响这些   
想象的是像胆机一样方便更换，更换后调节静态电流即可  
负电源接地好？是指的正电源供电？

lin889889

180016200 发表于 2026-7-6 19:54
嗯  管子选用最后来  现在先从仿真里面把不同管子区分出来   比如失真  放大倍数  内阻  频响这些   
...

是的。虽然电源+端不接地，管子散热差点，但电源干扰噪声低很多。

摇滚铁心

红烧牛肉 发表于 2026-7-6 11:05
空调电抗器1A100mH的可以拿来用吗？

这里用的电感通过有直流电流，铁芯要留有气隙，静态电流越大气隙越宽。你说的电抗器没见过，不知道合不合适用哦

180016200

感谢 lin889889老兄的指正，对于漏极输出的米勒电容计算做出了修改

漏极还是源极输出？
电感单端中，一般有源极输出和漏极输出两种方式，两者在放大倍数、输出阻抗这些差异不在敷叙，但是从另一个角度来看，又可以得到不一样的答案
从本级的输入端来看，为了和前级匹配，需要尽量高的输入阻抗，还需要尽量小的米勒电容，前者可以通过匹配电阻和场效应管本身的特性轻松实现，后者就不是那么轻松了。
先看下IRF250级间电容方面的参数 输入电容(Ciss)：2200pf，反向传输电容(Crss)：83pf
漏极输出时根据Crss*（Av+1）+Ciss这个公式计算米勒电容，在LTspice中仿真得出漏极输出时放大倍数Av=36，
得到漏极输出的米勒电容为：83*（36+1）+2200=5271pf
可以根据下式来计算截止频率在-3dB所需的前级输出阻抗
Rs=1/2*3.14*截止频率*后级米勒电容*10-12
按照100K Hz  -3dB作为截止频率计算，漏极输出时需要前级输出阻抗300欧，扣除栅极防震电阻200欧，需要的前级实际输出阻抗为100欧。无论如何，对前级输出阻抗提出了相当高的要求。
源极输出时，源极电压跟随栅极。由于电压自举作用，米勒电容计算公式为：
Ciss*（1-Av）+Crss，Av按照0.9来考虑
得到源极输出的米勒电容为：2200*（1-0.9）+83=303pf，
按照100K Hz  -3dB作为截止频率计算，漏极输出时需要前级输出阻抗5.2k欧，扣除栅极防震电阻200欧，需要的前级实际输出阻抗5K欧。看来前级采用电子管共阴极输出就能驱动源极输出；
通过对前级驱动的要求分析，漏极输出作为电路的结构形式是不二的选择。
需要说明的时，标准做法为前级采用晶体管作为缓冲来驱动单端场管。

180016200

lin889889 发表于 2026-7-6 20:21
是的。虽然电源+端不接地，管子散热差点，但电源干扰噪声低很多。

实作中，双15V AC 全波整流，4*15000电容滤波，Vd：-21v  Id：1A  IRF610做功率管。开机2小时，热平衡后，输入短路情况下，示波器测量8欧负载处噪音5MV RMS  100Hz  测量滤波电容处也是5MV RMS  100Hz  后面用大功率管做输出时，改为正电源，相同条件在测量

180016200

源极输出的分析
源极输出可以看作一种特殊的全电压负反馈电路：输出端全部电压串联叠加至输入回路。和其他电压负反馈一样，它会改变功率管输出特性，让 IV 曲线更陡直，同时降低增益、失真与输出阻抗。
在LTspice中扫描栅源特性曲线如下，可以直观看出三大优势 ： 输出内阻极低（曲线陡峭）、失真小（曲线间距均匀平行）、电压增益趋近于 1。
低于4V的栅压在扫描中无法显示，估计是因为4V是阈值电压，低于这个电压管子处于截止状态。
从该图还可以看出，管子的跨导越高，内阻越低，电压增益也无限趋近于 1，

180016200

负载线的分析
有了特性曲线，就可以方便做出交流负载线来分析功率，效率，失真这些指标了
电感单端的本质是利用了交流电压在电感上不能突变，负载利用这个电压来转换成电流的特性，即楞次定律，这点和变压器负载是相同的。

最大负半周电压V3的摆幅由RL(输出负载8欧)*Da（静态电流1A）=8v得到，最大正半周电压V2由Vds确定，截止电压V1由管子的阈值电压确定。在正负半周相同的情况下，输出电压就由负半周确定了
上图中可以计算
输出电压：8/1.414=5.65vrms   
输出功率：5.65*5.65/8=3.98W
效率：3.98/20*1=19%
在上面的条件中如果要提高效率，要么降低Vds，要么增加静态电流，使负载线达到45度即可达到最高效率

牛哥

180016200 发表于 2026-7-7 14:23
负载线的分析
有了特性曲线，就可以方便做出交流负载线来分析功率，效率，失真这些指标了
电感单端的本质 ...

这是个很糟糕的工作点。

无语密码

还分出3个电压出来，感觉失真太大了。还不如先输出不失真电压，再算出输出功率。这样效率才能提高

180016200

牛哥 发表于 2026-7-7 23:05
这是个很糟糕的工作点。

是效率吗  

180016200

无语密码 发表于 2026-7-7 23:55
还分出3个电压出来，感觉失真太大了。还不如先输出不失真电压，再算出输出功率。这样效率才能提高

您这个想法是先确定目标，在根据目标要求，逐一实现，是典型的开发思路，通俗来说是先画靶，在射箭。业余条件下只能根据手里的器件，能做出什么效果就是什么效果了，这个做法就是先射箭，在画靶。

180016200

从上面的负载线可以看出，源极输出电压和栅极输入电压保持了极强的跟随性，
如果在栅极输入的是一个真空三极管，那么源极不就是等到了相同的输出特性。
可以看到，源极输出和漏极输出比较，前者在失真、内阻方面远远超过了后者。
但是没有想明白的是既然源极输出有那么多优势，为何PASS的机器都是漏极输出，毕竟两者的差异他比我们还清楚。

ltokok

pass的漏极输出是因为有大环反馈，它不是单个管子，内阻和失真也会低

180016200

ltokok 发表于 2026-7-8 10:00
pass的漏极输出是因为有大环反馈，它不是单个管子，内阻和失真也会低

环路反馈的加入并不能使内阻和失真降低到源极输出的程度

180016200

最后 在LTspice做一个失真的分析
条件：DC18v  Id：1A, 1K正弦波输入，1W输出  
THD：0.17%
FFT分析中看到失真以二次失真为主，三次谐波远远低于二次  不知为何，从FFT 中计算的失真远远小于软件给出的失真

分别以静态电流1A 1.5A 2A  直流供电DC18V  DC14V   DC12V进行了测试，总体呈现静态电流越高，直流供电越高，失真越小，其中在DC18V 2A静态电流下，THD达到了0.04%. 从FFT 分析来看，均呈现出失真以二次谐波为主。
基于仿真软件的分析到此为止

牛哥

180016200 发表于 2026-7-8 07:45
是效率吗

嗯，效率有问题，效率太低了。
在曲线上是没有V1的，应该把V2的左起点延伸到坐标原点。按照您的图应该是V2=V3的时候效率最高的，V2和V3分别代表了正负半周ID和U-DS信号变化量，在二者相等的时候效率是最高的。

180016200

牛哥 发表于 2026-7-9 13:01
嗯，效率有问题，效率太低了。
在曲线上是没有V1的，应该把V2的左起点延伸到坐标原点。按照您的图应该是 ...

是这样的  按照您这个负载线，可以输出32w 静态功耗20*5=100w  效率：32/100=32%
但是又回到了业余条件下的问题，100w的静态功耗手里的散热器的表面积满足不了要求。