匹配网络中电感发烫

自己用MRF171A（NMOS管）做了个27M的功率放大,C类放大电路，24V供电，25W输出，电源电流大概在1.3A，在漏极上的阻抗匹配网络是一个π网络
首先是并联一个300P左右的电容，串联一个电感，再并联一个270P电容，最后是50ohm假负载
实际电路运行后，发现电感非常烫手，用的电感是可调电感，带磁芯，0.86的线绕了4T，估计值在130nH左右，不知道发热原因在哪里
最关心的问题是：电感发热原因是不是有二次谐波呢？需要不需要在匹配网络和漏极间串一个滤波网络（串联谐振）？
引申的问题：电感发热必然是由于电流大，能否计算出这个电流？哪怕是电流的有效值也可以，该如何计算呢？
请大大们指导，也欢迎大家讨论！

 

应该是磁芯的损耗大的原因吧

 

图。没图只能臆测你的可调电感寄生电阻太大，如果有以上所说的DC电流那就更加会发热。
我说的图是线路图或实际电路板的照片。

 

附简图：
事实上我在L2已经用了1.4的线了，考虑到趋肤效应电阻应该也不大，或者L2上电流本身就比较大？怎么计算呢？
再有L1和C1以及后面的阻抗应该是要做一个并联谐振吧，是不是Q值高一些好？这样对二次谐波滤波也有好处。
最后还是那个最关心的问题，发热是由于二次谐波引起的吗？

 

汗……有人吗？

 

根据你的这个图，可以估算流入L1及L2的DC电流大约在0.5A左右（如果MOSFET管静态电流较小）。 如果MOSFET管有1。3A那么L1的DC电流就比0.5A更大许多；L2的RMS电流也 会大于0.5A（当输入信号较大时）。 总之，在管子高频较大功率工作时，图中每个电感总电流（RMS）比0.5A还要大。就0.5A的电流恐怕这两个电感都吃不消。
你可以试试将输入信号减弱到最低（如：-30-50dBm），你应该还会感觉到电感较烫，而且DC电流会至少在0.5A左右。如果是这样，就验证了我上面所说的，也请不要忘记回帖验证是不是这样。
问题所在，解决方案：在假负载前面串连一个10-100nF电容（如果你的频率是在几十兆），应会有明显改善（除非还有其他问题），于此同时总电流可能要比你原来测得要小大约0.5A左右（即0.8A）。 至于是否是二次谐波引起，如果上面的验证成功就自然会给你一个答案。 并联不并联谐振都不是电感发烫的原因。
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这个……事实上是我在画图时疏忽了……负载前是有个隔直电容的，1nF
还因为是C类放大，所以不用考虑直流问题……
我自己推测分析，L2上的电流是很大的，这个大电流主要是谐振电流，整个匹配电路的Q值最高在2.3左右（Smith原图上，见附图），那是不是说L2上的电流大概能有 2.3*1.3=2.99A ？还是可能更大？
请帮忙分析下

 

为什么用1.3A？1.3*2.3的根据是什么？RF输入小的时候L2的RMS电流也相应会很小。如果你的MOSFET在最较大功率时的电流是直流1.3A，那么估计L2的RMS电流在2-3A左右。如果L2的等效R在0.5ohm（即在27MHz时L2的Q约为30左右），那么L2的功耗为2-5W（即L2耗输出功率的10%-20%左右）。这么大的功耗对于一个体积较小的L2是吃不消的。
把L2的实物照片贴出来看看（附比例）它有多大或它的绕线有多粗(0.86是多粗)就可以初略判断它的最大功耗/电流可以是多少。
如果想知道L2的RMS精确电流是多少，随便仿真一下就知道了。


 

手里没有相机，不好发电感图……
1.3A是24V电源的供电电流，这是去除掉外围电路后的一个估计值，实际假负载上的输出功率应该是28W(11.5dbm)；
2.3是上图Smith原图里的最大Q值，我的理解是电感L2里的电流有效值大约等于供电电流乘Q值，不知道这个理解对不对，如果不对请指正，谢谢；
所说的0.86或者1.4的线，是指漆包线铭牌上的线直径，单位是mm，绕电感的骨架直径是5mm，考虑到趋附效应并忽略磁芯损耗，估算使用0.86mm直径的线，L2电阻大约为0.027ohm，使用1.4mm直径的线，L2电阻大约为0.017ohm。这样如果L2电流有效值为3A的话，L2损耗都不应该超过300mW；所以给我的感觉还是高次的影响……？
这样就比较郁闷了…………
仿真说实话还不是很熟悉，希望从原理上能分析……

 

1.3A是正常工作时的直流电流？ 如果是，那么1.3*2.3觉得没有直接逻辑，因为1.3A是直流，而你要的是RMS（你的情况是交流电流），所以1.3A*2.3不是很有意义。不过，由于特别的条件（如你的是C类），也许可以推论得出流过L2得RMS电流在数值上是等于或接近直流电流乘以Q。
不管怎样，觉得L2的RMS电流应该就在我估计的范围（2-3A），超过3A应该是不太可能的，除非我的计算错误了。
用0.86mm的应该是很粗了，3A问题不大。如果你是用自己的磁芯绕的电感，那么看样子正如二楼所说的，可能是磁性耗损太大了（正规厂家生产的绕磁芯电感的磁芯耗损一般不会有这么大的耗损）。当然，即使磁芯耗损不是很大， 如磁芯的耗损也在300mW左右，那么总耗损也有0.6W了，这可能也会导致电感较热。
高次效应应该不是造成这个问题的主要原因，主要的耗损还是在原信号（”一次“）上的，因为原信号的功率不高次大，除非高次（如二次）的信号正好在这个频点上对电感L2来说直接把该频点的MOSFET管产生的该高次信号短路而产生较大的高次电流， 不过根据你提供的电路图，好像这样不太可能。
觉得你可以把L2磁芯拿掉，绕一个空心电感（100nH的空心电感大概需要5mm圈直径，6mm长（不是绕线的长度，是电感的长度），5T，根据需要可以适当增加或减少T数或电感长度或圈直径等）。 更换后如果电感不怎么热了（但同时输出功率仍旧基本保持原来那样），说明的确是磁芯耗损较大，如果还是很烫，那么可能你的电路还有其他问题（或是我的估算错误）导致L2（直流+交流）电流超过3A（如5A）。 尤其是当L2如果有较大直流电流的话，电感很容易发烫。应该100%的确定实际线路板上的L2没有直流流过（电容发不发热，电容是损坏或接近损坏使得它有直流流过?)，能够在不影响MSOFET工作下（没有震荡）测得L2是否有直流电流就最好。