В усилителях мощности (далее – УМ) применяют различные секвенсоры – формирователи временных задержек для переключения электромагнитных реле. Для чего это делается? Например, при переключении антенного реле, когда размыкаются контакты, и в этот момент через его контакты с выхода УМ в антенну передается немалая мощность, между ними каждый раз зажигается дуга, контакты при этом подгорают, сокращается срок службы реле. Поэтому переключать антенное реле необходимо без проходящей мощности через контакты. Задача секвенсора – задержать включение входного реле и реле смещения УМ при переходе на передачу, чтобы антенное реле успело переключиться.
В УМ на лампе ГУ-81М в качестве антенного использовано реле типа ТКЕ54ПД1, в котором четыре группы контактов запараллелены. В таком варианте использования, реле выдерживает 500…700 Вт, без проходящей мощности в момент переключения контактов. За основу секвенсора взята схема блока автоматики из [1], на микросхеме КМОП серии, где временные задержки сформированы на RC-цепях.
Также используя идеи из [2] к секвенсору добавлен «спящий» режим, для экономии электроэнергии в режиме приема. Когда УМ длительное время не используется на передачу, при этом лампа ГУ-81М потребляет по накалу 120…130 Вт при номинальном напряжении 12,6 В, а это не мало. Для снижения энергопотребления в [3] и [4] используется коммутация в цепях вторичной обмотки накального трансформатора. Коммутировать ток в 10 А не хотелось – для этого нужны реле с мощными контактами. Более привлекательной кажется идея из [2], где последовательно с первичной обмоткой накального трансформатора используется включение мощного резистора, который закорачивается на передачу, но он тоже рассеивает некоторую мощность. Используя информацию из [5] вместо мощного резистора лучше применить конденсатор, который имеет реактивное сопротивление переменному току.
Принципиальная схема блока автоматики показана на (Рис. 1), и схема коммутации цепей накала лампы ГУ-81М на (Рис. 2).
Секвенсор (Рис. 1) собран на микросхемах КМОП серии, DD1 – типа К561ЛН2, таймер на DD2 – типа К561ЛА7. При включении питания УМ реле обхода К1, К2, смещения К3 и накала К4 – обесточены. Работает мультивибратор на элементах DD2.3 и DD2.4, светодиод VD4, своим миганием, индицирует о дежурном режиме в УМ. Контакты К4.1 разомкнуты (Рис. 2), последовательно с первичной обмоткой накального трансформатора Т1 включена батарея конденсаторов С3, С4, с общей емкостью 6 мкФ. Такое включение цепи накала лампы ГУ-81М позволяет уменьшить токовые перегрузки самой нити накала при включении УМ в сеть, напряжение плавно возрастает от 0 до 6 В, примерно за 5 секунд. Значение емкости этих конденсаторов подобрано экспериментально, так, чтобы напряжение накала лампы составило примерно 6 В. Мощность, потребляемая накалом, снижается примерно до 40 Вт. При емкости конденсаторов 4 мкФ напряжение накала составляет примерно 3,5 В.
К разъему РТТ подключается «педаль» управления режимом прием-передача. При нажатии на «педаль», ее контакты замыкаются и на выводе 12 микросхемы DD1.1 появляется логическая единица, примерно + 11 В, через диод VD1 начинается зарядка RC цепей R2C2, R3C3, R5C4, с временной задержкой, определяемой номиналами этих элементов. В таком же порядке будут переключаться элементы DD1.2, DD1.3 и DD1.5. Сначала переключится антенное реле К1, потом входное реле К2, и последним реле смещения К3, которое откроет лампу УМ. Контакты К3.2 замкнутся и переведут трансивер в режим передачи. Так же, через цепь R14VD3 зарядится конденсатор C5, переключатся элементы DD2.1 и DD1.2, сработает реле К4, которое своими контактами К4.1 (Рис. 2) замкнет конденсаторы С3, С4, напряжение накала увеличится до 12,8 В. Светодиод VD4 светит непрерывно, индицируя о рабочем режиме УМ. Через контакты «педали» течет ток всего 0,8 мА.
При отпускании «педали» ее контакты разомкнутся и на выводе 12 микросхемы DD1.1 появляется логический ноль, через диод VD2 начинается разряд RC цепей R4C4, R5C3, R3C2, также с временной задержкой. Сначала переключится реле смещения К3, которое закроет лампу УМ, контакты К3.2 разомкнутся и переведут трансивер в режим приема, потом переключится входное реле К2 и последним антенное реле К1. При этом конденсатор C5 начнет разряжаться через резистор R15. При указанных номиналах элементов R15С5 на схеме (Рис. 1) примерно через десять минут реле отключится К4, контакты К4.1 (Рис. 2) разомкнутся, конденсаторы С3, С4, окажутся подключены последовательно с первичной обмоткой трансформатора Т1, напряжение накала уменьшится до 6 В.
Доработки: в процессе модернизации УМ произошла одна неприятность, при подключении «педали» проскочила искра между штекером и гнездом РТТ. Впоследствии действия статического электричества, вышел из строя элемент DD1.1 микросхемы К561ЛН2. Стало понятно, что это наиболее уязвимое место блока автоматики УМ. Решено было отказаться от применения микросхем КМОП-серии по входу РТТ, и часть схемы секвенсора переделано на транзисторы VT9 и VT10 (Рис. 3). Схема работает аналогичным образом. В связи с тем, что входные сопротивления транзисторных ключей меньше микросхем КМОП-серии, поэтому пересмотрены номиналы времязадающих RC цепей.
Теперь о деталях. Вместо микросхем серии К561 (Рис. 1), (Рис. 3) можно применить К176 и К564. Транзисторы VT1 – VT3, VT7, VT9, VT10 – КТ315, КТ312 КТ503, КТ3102, с любым буквенным индексом. VT4 – VT6, VT8 – КТ829, КТ819 с любым буквенным индексом. Диоды VD1 – VD3, VD5 – кремниевые рассчитанные на прямой ток не менее 30 мА, например КД522, КД510, КД521 с любым буквенным индексом. Диоды VD6 – VD9 на прямой ток не менее 1 А и обратным напряжением не менее 100 В, например КД212Б, КД208Б, КД226Б, 1N4007. Светодиод VD4 желтого цвета, установлен на передней панели УМ. Интегральный стабилизатор DA1 на напряжение 12 В типа L7812.
Конденсаторы С3 и С4 (Рис. 2) бумажные, на напряжение 400 В, например МБГЧ-1 или использовать К75-55, которые предназначены для работы в цепях переменного тока 50 Гц, на рабочее напряжение 315 В. Дроссель фильтра питания L1 использован от блока питания монитора, конденсаторы С1 и С2 на напряжение 630 В, или использовать конденсаторы, которые предназначены для работы в цепях переменного тока 50 Гц, на рабочее напряжение 275 В.
При использовании конденсаторов в качестве балластного сопротивления нужно учесть один момент, что испытывать схему без подключения лампы VL1 к трансформатору Т1 не желательно, так как ненагруженный трансформатор Т1 (Рис. 2) с конденсаторами С3 и С4 могут образовать паразитный резонансный контур, при этом измерить выходное напряжение на вторичной обмотке трансформатора Т1, без подключенной лампы, не удастся.
После сборки проверяем монтаж на наличие ошибок. Наладка таймера заключается в установке времени задержки на переключение реле К4 (Рис. 1) в дежурный режим после последнего нажатия РТТ изменением номиналов деталей R15C5.
Внешний вид собранного устройства показан на (Рис. 4), блок конденсаторов на (Рис. 5).
Скачать схемы в формате GIF и splan:
Использованная литература:
- А. Кузьменко (RV4LK). Усилитель мощности с бестрансформаторным питанием. – Радио №11, 2007, стр. 66.
- Л. Вербицкий, М. Вербицкий. Спящий режим в усилителе мощности. – Радиомир КВ и УКВ, №4, 2011, стр. 29.
- В. Федорченко (RZ3TI). Усилитель мощности на лампе ГУ-81М. – Радио №12, 2013, стр. 53.
- Л. Вербицкий, М. Вербицкий. Спящий режим в усилителе мощности (окончание). – Радиомир КВ и УКВ, №5, 2011, стр. 30.
- Форум cqham.ru – http://www.cqham.ru/forum/
Мельничук Василий Васильевич (UR5YW), г. Черновцы, Украина.
E-mail: ur5ycw@gmail.com
Сервер радіоаматорів Прикарпаття © 2009-2019