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作者: 嚴夢霄 提到CO2激光器，不得不提到它良好的方向性，單色性及穩(wěn)定性的卓越特性。 因此應用也很廣泛，從軍事武器，到醫(yī)學手術切割，再到工業(yè)焊接，可以說前景無限。而CO2激光器激勵方式之一就是射頻激勵。射頻激勵有其他技術不可企及的優(yōu)點，如射頻激勵氣體放電可以達到更高的效率及光束質(zhì)量；由于其有正阻抗特性所以可以實現(xiàn)持續(xù)放電且使用安全；其次，射頻激勵工作穩(wěn)定且可在較低電壓下工作，這就可以大大的提高器件的使用壽命；另外，由于射頻激勵輸入功率密度高，器件的體積可以大幅度縮小，器件可變得更加緊湊，這就為制造商節(jié)省了不少成本；最后不可不提的一點就是，射頻波可以通過脈寬及脈沖占空比的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)從連續(xù)波到脈沖的轉換；總而言之，射頻激勵具有最佳綜合性能。 飛思卡爾MRFE6VP61K25H就是提供理想射頻激勵源的首選。它有很高的耐用性，VSWR可以達到65:1，且性能不會下降，這一點在CO2激光器中占有極大優(yōu)勢。CO2激光器的典型工作氣體內(nèi)含有：二氧化碳，氮，氦，氙，而這些氣體產(chǎn)生激光的能量是由射頻信號傳遞過來的。在射頻信號輸入的一瞬間，激光器里的氣體并不是完美的負載，所以發(fā)出射頻能量會大部分返還回來， 如果射頻器件的耐用性不高，就極有可能被返還的能量影響甚至損壞；而飛思卡爾MRFE6VP61K25H則完美的解決了這一問題。由于它具有很高的耐用性，所以即使大功率信號被返還，還可以正常工作不受影響，為CO2激光器的質(zhì)量提供了保障。 MRFE6VP61K25H是寬帶的LDMOS晶體管, 它可以應用在1.8~600MHz之間的頻帶上并且已經(jīng)過優(yōu)化。它寬頻帶的特性可以為制造商帶來很多裨益，只需采用單一器件便可覆蓋更多頻段，服務更多產(chǎn)品。器件內(nèi)置了防靜電保護，采用飛思卡爾超模壓塑料封裝，提供卷盤包裝。飛思卡爾目前針對這一器件，已有窄帶：27MHz、40MHz、81.36MHz以及寬帶：87~108MHz,170~230MHz等10多種應用電路設計，可供客戶參考選用。這里將主要介紹器件在81.36MHz頻段的應用電路性能。這個設計主要服務于CO2激光器以及醫(yī)學MRI。 另外MRFE6VP61K25H還具有很高的效率，在連續(xù)信號輸入條件下典型效率為84%，若應用在CO2激光器的脈沖信號下，則會達到更高的效率。熱阻低也是MRFE6VP61K25H的一大優(yōu)勢。低熱阻意味著相比于其他器件，MRFE6VP61K25H在工作狀態(tài)時可以更好的散熱，降低了發(fā)熱元件的工作溫度，減少熱損，延長元件的使用壽命。主要器件參數(shù)見表1 
圖1：在81MHz時，MRFE6VP61K25H的增益、效率和輸出功率結果。 MRFE6VP61K25H在81.36MHz頻段上顯示出了卓越的性能。在50V電壓工作下，該元件的典型增益為27dB,在3.5W輸入功率下可產(chǎn)生1250W額定功率；在這些條件下的典型工作效率為84%。圖1顯示了當工作在特定頻率81MHz時，其增益、效率以及輸出功率的測試結果。可以看出，在低功率工作狀態(tài)下，輸出功率為500W時，可得到28dB的增益以及55%的效率；輸出功率增長到1000W時的增益和效率則為27dB和75%；最大輸出功率1250W時可以得到25dB的增益和84%的效率。可以說，MRFE6VP61K25H是一個高效率高增益的器件，因此采用更少的放大級數(shù)便可以滿足最終產(chǎn)品的功率及效率要求，減少了器件成本及數(shù)量，縮小板卡空間。
圖2：大功率MRI解決方案。 對于醫(yī)學領域MRI的應用，目前飛思卡爾已有應用于1.5T，3T和7T MRI的解決方案；若單獨應用MRFE6VP61K25H，可以獲得1.25KW的輸出，是1.5T以及3T的MRI的理想候選；也可利用MMG3014N前放和放大器MRFE6VS25N來驅(qū)動多個MRFE6VP61K25H以達到10KW的功率以及70dB的增益，為更高特斯拉MRI服務，如圖2所示。 MRFE6VP61K25H所在的增強耐用型E系列是非常有競爭力的器件。這個E系列產(chǎn)品家族是以耐用型高著稱，能夠達到65:1的電壓駐波比；超級寬頻帶，可以覆蓋在1~2000MHz頻率帶寬，輸出功率從25~1250W不等。最新推出的MRFE6VP5300N也是醫(yī)學MRI應用的理想候選，并且飛思卡爾針對這個應用頻段已有設計方案供客戶參考；可以達到77%的效率以及24dB的增益。 |
