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作者: 嚴(yán)夢(mèng)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(yīng)用也很廣泛，從軍事武器，到醫(yī)學(xué)手術(shù)切割，再到工業(yè)焊接，可以說(shuō)前景無(wú)限。而CO2激光器激勵(lì)方式之一就是射頻激勵(lì)。射頻激勵(lì)有其他技術(shù)不可企及的優(yōu)點(diǎn)，如射頻激勵(lì)氣體放電可以達(dá)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(shí)現(xiàn)持續(xù)放電且使用安全；其次，射頻激勵(lì)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(lì)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(diǎn)就是，射頻波可以通過(guò)脈寬及脈沖占空比的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)從連續(xù)波到脈沖的轉(zhuǎn)換；總而言之，射頻激勵(lì)具有最佳綜合性能。 飛思卡爾MRFE6VP61K25H就是提供理想射頻激勵(lì)源的首選。它有很高的耐用性，VSWR可以達(dá)到65:1，且性能不會(huì)下降，這一點(diǎn)在CO2激光器中占有極大優(yōu)勢(shì)。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(hào)傳遞過(guò)來(lái)的。在射頻信號(hào)輸入的一瞬間，激光器里的氣體并不是完美的負(fù)載，所以發(fā)出射頻能量會(huì)大部分返還回來(lái)， 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(wèn)題。由于它具有很高的耐用性，所以即使大功率信號(hào)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(yīng)用在1.8~600MHz之間的頻帶上并且已經(jīng)過(guò)優(yōu)化。它寬頻帶的特性可以為制造商帶來(lái)很多裨益，只需采用單一器件便可覆蓋更多頻段，服務(wù)更多產(chǎn)品。器件內(nèi)置了防靜電保護(hù)，采用飛思卡爾超模壓塑料封裝，提供卷盤(pán)包裝。飛思卡爾目前針對(duì)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(yīng)用電路設(shè)計(jì)，可供客戶(hù)參考選用。這里將主要介紹器件在81.36MHz頻段的應(yīng)用電路性能。這個(gè)設(shè)計(jì)主要服務(wù)于CO2激光器以及醫(yī)學(xué)MRI。 另外MRFE6VP61K25H還具有很高的效率，在連續(xù)信號(hào)輸入條件下典型效率為84%，若應(yīng)用在CO2激光器的脈沖信號(hào)下，則會(huì)達(dá)到更高的效率。熱阻低也是MRFE6VP61K25H的一大優(yōu)勢(shì)。低熱阻意味著相比于其他器件，MRFE6VP61K25H在工作狀態(tài)時(shí)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(zhǎng)元件的使用壽命。主要器件參數(shù)見(jiàn)表1 
圖1：在81MHz時(shí)，MRFE6VP61K25H的增益、效率和輸出功率結(jié)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(dāng)工作在特定頻率81MHz時(shí)，其增益、效率以及輸出功率的測(cè)試結(jié)果�？梢钥闯�，在低功率工作狀態(tài)下，輸出功率為500W時(shí)，可得到28dB的增益以及55%的效率；輸出功率增長(zhǎng)到1000W時(shí)的增益和效率則為27dB和75%；最大輸出功率1250W時(shí)可以得到25dB的增益和84%的效率�？梢哉f(shuō)，MRFE6VP61K25H是一個(gè)高效率高增益的器件，因此采用更少的放大級(jí)數(shù)便可以滿(mǎn)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(duì)于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域MRI的應(yīng)用，目前飛思卡爾已有應(yīng)用于1.5T，3T和7T MRI的解決方案；若單獨(dú)應(yīng)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(lái)驅(qū)動(dòng)多個(gè)MRFE6VP61K25H以達(dá)到10KW的功率以及70dB的增益，為更高特斯拉MRI服務(wù)，如圖2所示。 MRFE6VP61K25H所在的增強(qiáng)耐用型E系列是非常有競(jìng)爭(zhēng)力的器件。這個(gè)E系列產(chǎn)品家族是以耐用型高著稱(chēng)，能夠達(dá)到65:1的電壓駐波比；超級(jí)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(xué)MRI應(yīng)用的理想候選，并且飛思卡爾針對(duì)這個(gè)應(yīng)用頻段已有設(shè)計(jì)方案供客戶(hù)參考；可以達(dá)到77%的效率以及24dB的增益。 |
