Идея усилителя мощности с бестрансформаторным анодным питанием была взята у И. Гончаренка DL2KQ из статьи "Легкий и мощный РА", так же взяты схемные решения UA1AJY [1] и RA9QAW [2]. История рождения УМ описана на форуме [3]. При напряжении анода Ua = +1200 В, токе анода Ia = 280 мА, мощности раскачки Pin = 10 Вт выходная мощность составила Pout = 250 Вт.
Усилитель мощности (далее – УМ) изготовлен на диапазон 144...146 МГц. Схема УМ показана на Рис. 1. Для питания анодных цепей применен учетверитель напряжения сети на элементах VD1-VD4, C3-C8, который обеспечивает напряжение +1200В. Резисторы R2-R5 служат для выравнивания напряжения на электролитических конденсаторах C3-C8. На элементах Р1 R1 собрана цепь «плавного пуска» учетверителя при включении УМ в сеть. Цепи питания лампы VL1 гальванически не связаны с корпусом УМ. Трансформатор Т1 используется для питания цепей накала лампы VL1 и для питания автоматики УМ.
Смещение лампы VL1 задается аналогом стабилитрона на транзисторах VT1 VT2. При замкнутых контактах реле К4.1 резистором R10 можно плавно выставить ток покоя лампы. При разомкнутых контактах реле К4.1 напряжение смещения в катоде возрастает, при этом происходит закрывание лампы.
Так как в основном УМ используется для проведения УКВ ЧМ связей, добавлен узел auto TX Рис. 2.
Рис. 2
При подаче ВЧ возбуждения на вход УМ через разъем XW1, часть ВЧ напряжения поступает на детектор на диодах VD7 VD8, выпрямленное напряжение открывает транзисторы VT3 VT4, при этом срабатывает реле Р3, подключая антенну к выходу УМ и реле Р5, следом за ним срабатывают реле Р2, которое подает возбуждение на вход лампы и реле Р4, которое своими контактами изменяет (уменьшает) напряжение стабилизации аналога стабилитрона на транзисторах VT1 VT2, тем самым происходит открывание лампы VL1. При работе в SSB-CW для перевода УМ в режим передачи нужно замкнуть вывод РТТ на общий провод УМ, к которым подключается «педаль».
Конструкция и детали УМ:
ВЧ блок УМ собран из алюминиевых уголков и закрывается крышками листового алюминия толщиной 2,5 мм, имеет размеры ШхВхД 120 х 180 х 270 см (Рис.3), анодный отсек 180 х 190 см, катодный блок 180 х 120 см. Крышки притянуты к уголкам с помощью алюминиевых заклепок, расстояние между заклепками 10…15 мм.
Рис. 3
Катушка входного контура L4 состоит из 3…5-ти витков намотанных на оправке диаметром 10 мм посеребренным проводом диаметром 1 мм. Конденсаторы входного контура УМ С12, С13 КПВМ-1 (Рис.4).
Рис. 4
Катушка выходного контура L3 состоит из 2…3-х витков намотанных на оправке диаметром 50 мм медной трубкой диаметром 7 мм. Конденсаторы выходного контура УМ С20, С21 от блока частотных развязок радиорелейной станции Р-405 (Рис.5-8).
Анодный L2 и катодные L5, L6 дросселя намотаны на оправке диаметром 10 мм и содержат по 20 витков, провода ПЭВ-0,47.
Блокировочный конденсатор С9 типа КВИ или К15У, С10 типа К15-5 на рабочее напряжение не менее 5 кВ.
Входное реле Р2 типа РПВ-2/7, выходное антенное реле К3 типа РЭВ-15. Реле Р5 типа РЭС-10, реле Р4 типа РЭС-82.
Рис. 5
Рис. 6
Рис. 7
Рис. 8
Исполнение сеточной панели показано на Рис.9-10. На ней же установлены керамические конденсаторы С24…С31 на напряжение не менее 2 кВ, равномерно распределенные по периметру панели.
Рис. 9
Рис. 10
Детали аналога стабилитрона на транзисторах VT1 VT2 собраны на отдельной печатной плате (Рис. 11) размерами 75 х 48 мм, файл печатной платы в формате .lay6 прилагается. Транзистор VT1 типа КТ818Г желательно установить на радиаторе площадью не менее 10 см. кв.
Рис. 11
Детали автоматики собраны на отдельной печатной плате (Рис. 12) размерами 115 х 90 мм, файл печатной платы в формате .lay6 прилагается. На плате автоматики разведен терморегулятор оборотов вентиляторов [4], их выпрямитель и цепи «плавного пуска» учетверителя автоматы с выводом на карту, некоторые детали платы на принципиальной схеме не показаны.
Рис. 12
Детали детектора на VD7, VD8 собраны на отдельной плате и расположены рядом с разъемом XW1. Выпрямленное напряжение от ВЧ детектора к плате автоматики подается экранированным проводом. Диоды VD7, VD8 – кремниевые, высокочастотные, рассчитанные на прямой ток не менее 30 мА, и обратное напряжение не менее 50 В, например ВАТ41, КД522, КД510, КД521 с любым буквенным индексом.
Для обдува лампы VL1 использованы два компьютерных вентилятора на напряжение питания 12В, один со стороны катодного отсека работает на нагнетание, второй со стороны анодного отсека – на вытяжку (Рис. 13-14). Они оба подключены к терморегулятору оборотов.
Рис. 13
Рис. 14
Вместо родного радиатора лампы VL1 применен радиатор от процессора ПК (Рис. 15).
Рис. 15
Вторичная обмотка трансформатора Т1, которая используется для питания реле автоматики и вентилятора обдува должна обеспечить напряжение 14 – 17 В при токе нагрузки 1 А. Обмотка трансформатора, питающая цепи накала лампы ГИ-7Б должна обеспечивать напряжение 12 – 13 В при токе нагрузки не менее 3 А.
Этапы изготовления УМ показаны на Рис. 16-18.
Рис. 16
Рис. 17
Рис. 18
Настройка УМ: В связи с наличием в УМ высоких и опасных для здоровья человека напряжений, перед включением тщательно проверяем монтаж УМ. Временно отпаиваем провода к анодному умножителю.
После этого включаем УМ в сеть. Проверяем как срабатывает реле плавного пуска Р1. Проверяем наличие и величину указанных на схемах, напряжений, в первую очередь накала и автоматики.
Замыкаем выводы разъема PTT и GND и переводим УМ в режим передачи, проверяем как срабатывают реле Р3, Р2, Р5 и Р4. Проверяем, изменяется ли напряжение смещения лампы при переходе с приема на передачу. Восстанавливаем выпрямитель VD1 – VD4 (Рис. 1), подключаем анодный блок питания и проверяем его работу. К антенному разъему XW3 УМ подключаем эквивалент нагрузки сопротивлением 50 Ом и ВЧ-вольтметр.
Если лампа ведет себя «спокойно» и нет прострелов, не подавая возбуждения на лампу, переключателем SA1 (Рис. 1) выставляем ток покоя лампы примерно 50 мА, вращаем «горячий» С20 и «холодный» С23 КПЕ, контролируя ток анода. Если ток остается неизменным, значит, самовозбуждения нет. Подключаем к УМ трансивер, с видом модуляции SSB без микрофона, и проверяем вновь, на всех диапазонах, на наличие самовозбуждения. Бывают такие случаи, что при подключении трансивера, образуется паразитная связь [1].
Устанавливаем в трансивере нужную частоту, например середину любительского диапазона 145 МГц. Устанавливаем вид модуляции FM и вместе с УМ переводим его на передачу, вращая подстроечники конденсаторов С11, С12 настраиваем входной контура по максимальному значению тока анода лампы VL1. Возможно, придется подобрать индуктивность катушки входного контура L4, изменяя количество витков или изменяя ее длину, в нашем случае получилось 5 витков.
Настраиваем выходной контур. Настройку следует начинать с пониженной до 1/3 мощности. Вращая ручки конденсаторов С20, С21 добиваемся максимального ВЧ напряжения на эквиваленте нагрузки. Скорее всего, придется подобрать и индуктивность катушки выходного контура L3. С такой катушкой тяжело изменять количество витков или ее размеры, для настройки лучше воспользоваться хомутиком на катушке. Начинаем с 3-х витков и хомутиком передвигаем отвод в сторону уменьшения индуктивности. В нашем случае получилось 2 витка. Лишний провод можно отрезать (Рис.5.) Если настройка правильная, то постепенно повышаем мощность раскачки и подстраиваем конденсаторы С20, С21. О правильности настройки говорит величина спада, уменьшения анодного тока. Спад должен быть в пределах 15–20 %. После завершения настройки ВКС УМ готов к работе в эфире [1].
Подключаем антенну к УМ, настраиваем ВКС в резонанс, ищем «свободные уши» на диапазоне. Просим корреспондента оценить качество нашего сигнала с УМ и без него, а так же силу сигнала с УМ и без него. И если с качеством сигнала все в порядке, оно не меняется, а сила сигнала на 1,5-2 балла громче с УМ, то можем смело праздновать победу, предварительно поработав в эфире 1-2 часа, тем самым проверив на прочность УМ.
На Youtube можно посмотреть по ссылке пробное включение УМ [5] и продолжение настройки усилителя [6].
Сергей Поликарпов, UA9UDQ,
г. Новокузнецк, Кемеровская обл.
E-mail: ua9udq@yandex.ru
Мельничук Василий, UR5YW
г. Черновцы, Украина.
Использованные источники:
- Радиотехнический форум » Усилители мощности » Ламповые УМ до 1 кВт » УМ с безтрансформаторным анодным питанием » http://ve3kf.com/smf/index.php?topic=199.msg8440#msg8440
- Форумы УКВ портала VHFDX » Технические форумы » Технический форум » Усилители мощности » ГИ-7Б PA 300W с бестрансформаторным анодным БП » http://forum.vhfdx.ru/usiliteli-moshchnosti/7-pa-300w-etaomatom-aom/msg178328/?PHPSESSID=ejn4ic0ap236tt39ml1227cul5#msg178328
- Радиотехнический форум » УКВ, СВЧ » Передающая аппаратура » Безтрансформаторный УМ 144-145 на ГИ-7Б. » http://ve3kf.com/smf/index.php?topic=642.0
- Термоуправляемый обдув http://dl2kq.de/pa/1-11.htm
- youtube.com / ГИ-7Б усилитель 144 МГц. Пробное включение. https://www.youtube.com/watch?v=l-32_eIZYsw
- youtube.com / VHF Усилитель 144-146 на ГИ-7Б, часть 2. Продолжение настройки усилителя. https://www.youtube.com/watch?v=N4CsjijdEJA
Сервер радіоаматорів Прикарпаття © 2009-2019