C类大功率并联MOSFET射频振荡器的研究

摘要

随着电子技术的发展，振荡器的应用越来越广泛，如无线电的收发、正弦波信号发生器、电子计时器、高频感应加热设备、脉冲医疗机、自动温度指示调节仪、等离子激发等。伴随着功率器件的发展，振荡器的功率和效率也得到了很大的提高，大功率射频振荡器已经成了工业中不可或缺的电子设备。　　功率振荡器的核心是功率放大器，MOSFET作为放大器件，具有输入阻抗高、热稳定性好等优点。功率振荡器存在能量转换，所以效率越高越好，故选择工作在C类状态，此类状态下的理论值可以达到78.5％以上。由于MOS管自身的耐压值及限流值，限制单个MOS管的功率射频振荡器输出功率的提高。通过并联MOSFET，可以使输出端获得更大的输出电流，电流值为各个并联MOS管漏极电流的和。这样，就可以用现有的功率管设计出更大功率的射频振荡器。　　本文主要设计一个输出电压幅值为300V、功率为800W、工作频率为13.56MHz的C类射频振荡器。由于输出频率单一，为使电路简单及输出稳定，采用Colpitts oscillator。功率管采用MOSFET-ARF461A/B，单管输出功率上限为250W，故采用四个进行并联，分析了MOS管的自身参数和电路参数对并联均流的影响并提出了改善并联均流的方案。C类振荡器难于起振，为简化电路，利用AGC电路控制MOS管的静态工作点，使振荡器在AB类起振，然后进入C类稳定工作。最后，对电路进行通电验证。