транзисторный кв ум 400вт
Транзисторный кв ум 400вт
Однако, кроме моего собственного желания, были также и призывы читающей публики: а самому слабо что-нибудь выложить конкретное… Отвечаю – не слабо. Читайте. Но предупреждаю, что растекаться мыслью не собираюсь, учить прописным истинам – не буду – все в учебниках и справочниках, лирических отступлений будет минимум.
Уверен, что мысль о невозможности создания УМ на КВ мощностью более 1000 вт на транзисторах придумана приверженцами ламп. Наверное, потому что им самим трудно бежать за временем и менять собственные стереотипы мышления. И когда им говорят, что промышленные УМ на КВ в 1 кВт существуют – они отвечают: так это же промышленные.
Что касается УМ на современных лампах, то в качестве аргументов против – на первых местах недолговечность и шум вентилятора. А взамен современным предлагается ГУ-81 (это и есть «взад»).
Не понимаю, почему утверждается, что долговечность современных ламп хуже. В справочниках указано все с точностью до наоборот. Кто-то специально в справочники «липовую» информацию закладывает? Или же у авторов этой «идеи» просто нет другого пути, кроме как перевернуть все с ног на голову, поставив под сомнение данные справочников? А ответ прост – нет другого способа обосновать необходимость появления на свет конструкции на СТАРЫХ лампах, которые мало того, что сняты давно с производства, в связи с «профнепригодностью», но у которых давным-давно закончились все мыслимые сроки хранения.
Современные, видите ли надо тренировать, а как быть с этими лохматых годов ГУ-81? Ну конечно же нельзя сказать, что их тренировать не надо, поэтому так стыдливо говорится, что мол хуже не будет, если их все-таки тоже тренировать, и дальше подробно описывают технологию всей процедуры.
БП для транзисторного усилителя имеет такую характеристику как удельный объем. Это 2 литра объема пространства на 1 квт, а вес всего-то 600-700 граммов на 1 квт.
Цена подобранной пары транзисторов для 600 ваттного УМ находится в пределах 250-300 USD. Это раз. БП – импульсный. Я использую 2 компьютерных БП по750 ватт каждый. Пара стоит 150 USD. Это два.
Конечно же нет 10 шт реле П1Д или В1В, а то и В2В. Нет переключателя диапазонов. Нет дурацкой настройки П-контура, а это один-два конденсатора и вариометр. И так далее, со всеми «остановками». Это – три.
Остальная стоимость всего УМ слегка подрастает за счет цены корпуса, фильтра, реле обхода и прочей мелочевки.
Если с помощью сумматора сложить мощности двух выходных каскадов по 600 вт, чтобы получить 1200 вт на выходе, то, следовательно, и все затраты надо увеличить почти вдвое. Где можно купить за 900-1000 USD УМ на 1200 вт? И с такими габаритами, и с таким весом? Ответ – нигде.
на второй – реле обхода, на третьей – выходные диапазонные фильтры, на четвертой источник смещения базовых цепей. Напряжение питания – 48в. Ток покоя выходного каскада – 150-250 ма. Транзисторы TH-430pp. Ферриты – TDK. Обмотки выходного трансформатора – многожильный серебряный провод 2,5-4 мм2 (не более 1 метра).
Трансформаторы сумматора – отдельная тема. Поскольку схему можно найти в любой литературе – её не привожу. Показываю детальные фотографии – все должно быть понятно.
Здесь всё в сборе на радиаторе:
Вот на этом ОДНОМ таком «красавце» можно получить 400-600 вт на КВ.
А еще хочется этот автоматический и недорогой 200 вт тюнер заставить работать с мощностью порядка 1000 вт, заменив элементы согласующего устройства на более мощные.
Микрофон HEIL SOUND HM-10-5 с двумя «таблетками» (разные частотные диапазоны) здесь для понимания размеров.
Это промышленный 500 вт усилитель на двух MRF-150, которые я вынул ;).
А это его обратная сторона.
Не получилось быстро найти промышленный усилитель на 1 квт такого же плана, только у него ребра радиатора в три раза выше, а на плате два параллельных канала усиления с сумматором между ними на выходе.
Спасибо всем, кто откликнулся на статью. Даже тем, кто посчитал, что я проходимец, а эта статья – это не более чем «развод» и обман.
Фотографии. Похоже, что в именно в этом некоторые стараются найти подвох. Я заказывал и покупал первую плату в Японии, и эти же картинки выложил лишь только потому, что они были сделаны более красиво на синем фоне (я так считаю). В этом никакого секрета нет. Но если, кому-то кажется, что это не так – пожалуйста эта же плата (опять с моим микрофоном).
Мощность. Теперь буду все снимать на моем диване J). Вот еще один УМ
Для того, чтобы поднять выходную мощность на 1,9, 24 и 28 Мгц, надо просто увеличить входную мощность в 2-3 раза (20-30вт). Или сделать систему ALC – автоматическую регулировку уровня мощности. Я этого не делал, т.к. мне проще повернуть ручку RFPWR.
Такую мощность отдает плата, которую Вы видите на фото. У меня не вызывает никаких сомнений, что при питании от источника 48 в, и конструктивной оптимизации трансформаторов эта плата может отдать мощность «чуть больше». А если сложить пару таких модулей – вот Вам и 1000 вт. Теперь подумайте, а стоит ли стремиться к 2000 вт, если, в итоге, Вы получите прибавку уровня сигнала на приемном конце всего лишь в 0,5 балла? Пример работы моего соседа, не буду называть его позывной. На 20-ке я его принимаю на 9+50дб (S-метр калиброван), а вторую гармонику на 28 Мгц слышу на 9+5дб. У человека хорошая антенна (biggun5 эл), а вот усилитель… сделан безукоризненно, аккуратно, красиво, всем говорит, что у меня честных «кило двести». А там две лампы ГМИ-11 в параллель и анодное напряжение под 2500 вольт. Это как? Нормально? Никакие увещевания не помогают. И хоть сам неплохой инженер и понимает, что уменьшение уровня в 0,5 балла – это ерунда, НИЧЕГО не делает.
У меня есть усилитель на ГУ-73П, с охлаждением каким-то хладоагентом. И блок питания к нему, который мне уже лень было фотографировать. Я его так ни разу и не включил (отдает он 2500 вт), БП весит около 50 кг. Хотели его как-то украсть из-за алюминиевой обшивки, но не смогли поднять hi-hi.
Блоки питания. Сначала фото импульсного БП известной американской фирмы
Этот ИБП дает 20 вольт и 125 ампер, итого 2500 вт. Вес – примерно 12-15 кг. При исследовании на столе у RZ3CC, оказалось, что абсолютно не подходит для наших применений. В моменты переключений ключевых транзисторов такие импульсы скачут, что становится даже неинтересно искать варианты защиты от них приемника. Правда, надо сказать, что это разработка примерно 15-летней давности, и тогда конечно еще не знали о резонансных ИБП. Суть в том, что не подходит для больших мощностей принцип работы преобразователей, которые используются в БП для современных трансиверов.
Теперь посмотрим на те ИБП, которыми я пользуюсь.
Здесь два ИБП, верхниё 5в/20а, нижний 5в/90а. Движение вперед заметно – ИБП стали заметно меньше и легче. В ИБП IC-781 500вт блок питания имеет очень небольшие габариты и вес порядка 1,5-2 кг, но ему уже более 15 лет. Согласитесь, что технологии шагнули далеко вперед.
В 750 вт ИБП для компьютера есть уже две обмотки по 12в/22а. Берете два таких ИБП и получаете 48в/22а подводимой мощности. Только не забудьте развязать источники диодами. Если же немного поколдовать с другими напряжениями этих ИБП, то можно получить подводимую мощность 1600вт.
Намотка такой шиной не сильно поднимает энтузиазм, да и вес трансформатора получается совсем немаленький.
Я уже говорил о том, что к лампам отношусь НОРМАЛЬНО, они еще долгое время будут вне конкуренции в промышленности. Но все же хочется, что-то более компактное и легкое. Оказалось – это делают, правда не для широкой аудитории. В одном НИИ мне предложили импульсный БП для лампового УМ. Сказали так: 3000в, 1,5а, в корпусе, с защитами, с надежностью по самому высокому классу, в объеме 3 литров, весом 2-3 кг, все элементы импортные (ферриты только Epcos), за 30000 рублей, за 1 месяц. Я спросил, а можно посмотреть схему, ответ – 15000 рублей, и схема с подробным описанием – твоя. Схему покупать я не стал. Но понял, что есть варианты очень любопытные для радиолюбителей.
Лампы. Буквально несколько слов в подтверждение моей «лояльности» по отношению к лампам. Вот Вам информация к размышлению, а главное – к улучшению и действию. Не забудьте потом со мной поделиться информацией.
Это киловаттный модуль на двух ГИ-46Б. Вентиляторы и радиаторы от процессора. Площадь радиатора у каждой лампы по 850 см2, это почти в два раза больше, чем у «родного» радиатора. Эта идея пока остановлена в своем воплощении, ввиду появления альтернативной – на транзисторах.
Схема. Приведу обе схемы, которые я получил.
Как я и говорил – ничего необычного – самые стандартные схемы. Ток покоя каждого транзистора 150-250 ма. Что касается ферритов – сильно не советовал бы использовать наши ферриты вообще. Причина одна – нестабильность параметров. У Рэда несколько вариантов ферритов – выбирайте любой, подходящий по мощности и частоте. Выходные трансформаторы: у меня имеют несколько вариантов – голубые ферриты это AmidonFT-23-43, диаметр 23мм, материал 43, по 6 штук в каждом столбике. 4 витка провода сечением 1,5 мм кв. Во втором усилителе кольца TDKK6a.77.08 внешний диаметр 28мм, внутренний диаметр 16мм, высота кольца 8мм. По два кольца в каждом столбике. Четыре витка многожильного серебряного провода, сечением 2-2,5 мм кв. Входные трансформаторы – кольца вн. Диам. 14-16 мм, внутр. – 8мм, длина столбиков – 14-18 мм, материал М600НН. По четыре витка провода сечением 0,35 мм кв. Размеры ферритовых колец в трансформаторах, зависят исключительно от мощности потерь. Именно по этой причине при точном согласовании, размеры колец могут быть очень небольшими. В качестве примера на следующем фото – блок полосовых диапазонных фильтров от 500 вт, ICOMа, который мне подарил RZ3CC (Г. Шульгин).
Не забудьте устанавливать высоковольтные керамические конденсаторы, там где они указаны на схеме.
Здесь показаны измерения зависимости выходной мощности от входной. Не мои измерения. Первая картинка – американская, вторая – японская. Но совершенно очевиден порядок мощностей, я бы сказал заметно лучше, чем на ГУ-74Б, и всего-то два 2SC2879. Ну и последняя табличка от японцев, посмотрите – очень характерная. Это работает пара транзисторов MRF448pp, по datasheet у них мощность 250 вт, а отдают больше чем 250х2.
Pвх (вт) Pвых (вт) Vип (V) Iип (A) Pип (вт) КПД (%)
1 82 48.3 7 338 24.3 2 177 48.3 12 580 30.5 5 380 47.8 19 908 41.8 10 530 46.5 24 1116 47.5 14 630 46.0 25 1196 52.7
Согласование. Особое внимание хочу обратить на согласование с антенной транзисторного УМ. Конечно лучше всего использовать автоматический антенный тюнер (кстати, кто-то в форуме решил, что я хочу запихнуть в тот же самый объем в три раза большие переменные емкости и индуктивности. Это ну очень смелое предположение hi-hi), но также необходимо иметь нормальные антенны, или, по крайней мере, ручное согласующее устройство. Мне не понятны высказывания о том, что вот мол лампа будет «держать» большой КСВ, в отличие от транзистора. И при этом совершенно не интересует, тот факт что при этом погаснут в округе все телевизоры и заговорят не только телефоны, но и утюги. Зато «мы работаем» на Альфе, или еще на чем-нибудь, никак не менее одного киловатта. Защита транзисторного УМ достаточно проста, об этом писал в форуме по-моему RK3AQW. Я делаю также, но ограничиваю критический КСВ не 10 а 6. То есть выход усилителя нагружен на безындукционный резистор сопротивлением 300 ом. Это плата за надежность усилителя в целом. Этот резистор состоит из 2-х, один 270 ом, а второй построечный угольный 47 ом. С движка этого резистора через пару диодов с конденсатором, напряжение подается на базу транзисторного ключа на 2N2222, в коллекторе которого стоит РЭС-49, которое своими контактами снимает напряжение смещения с выходного каскада. Поскольку КСВ=6 транзисторы могут «терпеть» достаточно долго, за это время совершенно спокойно снимается смещение. Ну а дальше – ремонт или настройка антенны.
Итак. Я знаю, что я не все знаю. И я этого не стесняюсь. Но могу поделиться с Вами тем, что стало мне доступно, в том числе на японских и американских аукционах. Я хочу сказать о том, что мы не владеем информацией в той мере, в какой надо бы. Отсюда и возникает воинствующее возмущение и неприятие.
Это недорогой УКВ 150вт стандартный УМ, в котором легко поместится 600вт УМ КВ, правда теплоотвод слабоват, но его можно обдуть кулером или заменить. А тот усилитель, который внутри, можно легко переделать на КВ ватт этак на 250.
Микрофонный графический эквалайзер. Хорош тем, что в полосе 3 кгц имеет 5 полос активных регулировок.
Это, к примеру, микрофонный коммутатор, может коммутировать два разных микрофона на два разных трансивера в любом порядке (КВ и УКВ, например).
Это трехкиловаттный коаксиальный антенный коммутатор на 6 антенн.
А время вот этого чуда, по крайней мере для радиолюбителей, должно бы закончиться.
Транзисторный кв ум 400вт
Этот усилитель мощности является модернизированным вариантом предыдущего «УМ для SDR». Выполнен на четырех полевых транзисторах RD100HHF1.
Параметры УМ:
При входной мощности 10 Ватт (однотоновый сигнал), средняя выходная мощность составляет:
Ток потребляемый УМ при 15 Вольт питания составляет 49 А.
Габариты усилителя: 265 х 130 х 300 мм. (Ш х В х Г).
Печатная плата сделана универсальной для применения транзисторов и трансформаторов, которые есть в запасах.
К примеру можно применить четыре RD100HHF1 или два MRF9180, два MRF186 и т. д.. Таким образом на данной плате можно собрать УМ мощностью от 300 до 600 Ватт, в зависимости от мощности примененных транзисторов.
Вентилятор ИБП включен через датчик температуры 40 градусов, так как в родном исполнении он работает постоянно, не зависимо от температуры ИБП.
Крайне желательно установить дополнительные керамические конденсаторы емкостью 0,1 mF от 3 до 5 штук на шину выходного напряжения в ИБП для устранения паразитной амплитудной модуляции УМ импульсами частоты преобразования БП.
Импульсный блок питания 800 Ватт.
На плате можно применить в качестве выходного трансформатора сердечник BN43-7051 или трансформаторы на основе трубчатых сердечников 28В1020-100, FB31-1020, FB43-1020, FB61-1020 или кольцевые сердечники FT140-43, FT140-61, FT140-67.
Варианты применяемых выходных трансформаторов.
Вариант 1
Трансформатор на сердечнике
Транзисторы приложены для демонстрации универсальности платы.
Вариант 2
Трансформаторы на трубчатых сердечниках.
В моем варианте УМ применен этот вариант выходных трансформаторов на сердечниках
Вариант-3
Трансформаторы на кольцевых сердечниках выполненные коаксиальным кабелем
с импедансом 25 Ом.
Схема УМ
Все выполнено по традиционной схеме.
Первоначально был реализован этот вариант схемы.
Ток покоя каждого транзистора 0,9 А.
Входной трансформатор применен с коэффициентом трансформации 4:1, для согласования входных импедансов требуется нагрузка 12,5 Ом, для этого в цепях затворов установлены 8 штук в каждом плече (по 4 в каждом затворе) резисторов по 51 Ом. При полученной нагрузке для трансформатора КСВ по входу от 1 до 30 МГц равен 1,1. При такой схеме возбуждения каскада, даже при входной мощности 15 Ватт не будет превышено смертельное для затвора транзистора (RD100HHF1) напряжение (14 Вольт).
На выходе каскада применено две ступени с коэффициентом трансформации 1:4 каждая.
В последствии, в результате экспериментов остановился на традиционном варианте выходного ВЧ трансформатора.
Первичная обмотка содержит один виток из медной трубки, вторичная четыре витка плоской гибкой шины
Снижен ток покоя до 0,5А на один транзистор.
Триггерная защита УМ срабатывает при КСВ превышающем 2.0
Вид печатной платы УМ
Выражаю благодарность Александру Крылову UA3IPS, за изготовление корпуса.
Процесс сборки усилителя мощности
Блок ФНЧ
Принципиальная схема блока ФНЧ
Все индуктивности выполнены на сердечниках Т80-2В и Т80-6.
Расчет числа витков сделан онлайн калькулятором, ссылка ниже:
Блог UA3REO
КВ усилитель на MRF9120
Владимир RK3RX подарил один интересный китайский DIY набор, который лежал у меня почти год, и вот решил я заняться его сборкой…
Набор состоит из горстки радиодеталей и не представляет особых проблем в сборке. Транзистор в наборе поставляется Б/У, но рабочий.
Из платы выламываются текстолитовые части, которые образуют обкладки для биноклей.
Для усилителя обычно обязателен ФНЧ фильтр, чтобы срезать всё лишнее за пределами КВ диапазонов. Я выбрал простенький фильтр на 30мгц.
Всё закрепил на массивный радиатор BLA182-100 100*100*55мм
После монтажа ФНЧ пришло время его проверить с помощью NanoVNA.
Всё ок, собираем, подключаем лабораторный БП и выставляем ток покоя 50-200ма. На этом этапе пришлось уменьшить сопротивление R7 до 510ом (был на 1кОм), в схеме нижний предел это 200ом. Без этого диапазона регулировки не хватало.
Оборудования для ровной резки металла под корпус у меня нет, поэтому было решено собрать корпус из крышки компьютерного БП. Размечаем.
Вырезаем, сгибаем, сверлим.
Собираем тестовый стенд, нагрузку, осциллограф, генератор.
Подаём синус 7мгц, 1 вольт.
На выходе всё хорошо.
А при амплитуде входного сигнала всего 2.50 вольта транзистор уходит в критический/ключевой режим. И дальнейшее увеличение напряжения картины не меняет. Вывести этот транзистор в недонапряженный линейный режим у меня не получилось, видимо это фишка, чтобы работать на максимуме КПД, а все проблемы сложить на плечи фильтров(((
Соответственно такой режим работы порождает много нечётных гармоник, и работая с ФНЧ на 30мгц, получится работать только на частотах выше 10мгц.
А вот так выглядят затворы транзисторов… идёт авто возбуждение.
Решается проблема достаточно просто — надо отрезать дублирующие ножки для TO-220 транзисторов, а массу MRF9120 посадить через медную фольгу напрямую к плате.
После этого сигнал становится отличным, никаких помех не замечено.
Для равномерности АЧХ по диапазонам добавил конденсатор на 1нф в первичную обмотку выходного трансформатора.
Получился вот такой вот ёжик, осталось его покрасить и будет отлично.
Подключаем к мощному источнику питания на 13.8в, CW несущая с FT-818. Подводимая мощность 0.5 ватта, отдаваемая 23 ватта.
Подводимая 1 ватт, отдаваемая 46 ватт.
Подводимая 2.5 ватт, отдаваемая 57ватт. При 5 ваттах — в районе 65-70.
Потребление в районе 8 ампер.
А вот так выглядит работа без подходящего фильтра ФНЧ на 7мгц, так делать не надо)))
Как заключение: усилитель простой в сборке, мощный, но требует небольшой доработки и обязательного ФНЧ (желательного переключаемого по диапазонам).
17 мыслей о “КВ усилитель на MRF9120”
ФНЧ должна быть, это однозначно.
Но синенькие кондеры надо бы заменить на более качественные. Не предназначены они на ВЧ работать.
Не плохо! Фигачь на УКВ подобное!)
Ну до рабочего амр очень далеко, как до столицы главного поставщика.
А что с ИМД3?
Пока не проверял, не подскажу
А может сделать из версии 1.6 генератор и спектрометр?
Это уже в отдельный проект проще выделить, выкинуть всё лишнее от аудио-кодека до полосовых фильтров, уменьшить размеры, может даже от STM32 Отказаться и сделать всё на FPGA’шке.
всем добрый вечер! какой ток покоя нужно выставить?
Приветствую! У меня выставлен в 150ма на оба транзистора, но думаю тут есть простор для экспериментов.
в моём случаи при токе в 200ма на оба транзистора картина такова,питание 13,8в в раскачку 3 ватта на 80-ке 100ватт ток 8,4а,на 40-ке,20-ке ватт под 100 ток 8-7,6а,на диопазоне 10м,в раскачку 2 ватта выход под 60ватт ток 5,5а все мерил показометром,может и есть погрешность думаю незначительная
на диопазоне 160-м всего 15 ватт,а вот в чём дело не пойму
уточните количество витков трансформаторов, в орегинальных фотках просматриваются по разному?
Всё мотал как указано в схеме: 2T:0.5T и 0.5T:3T
Собирал такой усилитель тоже выдавал около 70-80вт при 5вт на вход. Потом выкинул провод из выходного трансформатора и намотал транс в несколько проводов МГТФ сложенный в параллель, смысл заключается в том чтобы максимально занять окно в бинокле. Последний виток тянул плоскогубцами на столько было плотно намотано. В результате выходная мощность поднялась до 120-130вт при 5вт на вход и питании 14,5в.
Если можно, более подробно расскажите о трансформаторе.