↑ ФОРУМ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ-КВ и УКВ СПОРТ

САЙТ ХАРЬКОВСКИХ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ

ФОРУМ

ВСЕХ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ ПРИВЕТСТВУЕМ НА НАШЕМ САЙТЕ: "САЙТ ХАРЬКОВСКИХ РАДИОЛЮБИТЕЛЕЙ!!!"

Объявления размещайте строго по радиотематике!
Администратор:Александр Валентинович. Вопросы по сайту на E-mail:vokub@mail.ru
Комментарии объявления могут оставлять только зарегистрированные пользователи!!!
Адреса своих интернет ресурсов пожалуйста не размещайте-все будет удаляться!
Для нарушителей доступ на сайт будет закрыт!!!

[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
Страница 1 из 11
Модератор форума: Alex 
Форум радиолюбителей » Форум любителей передающей и приемной радиоаппаратуры » Усилители мощности » УМ на 3хГУ-50 (УМ на 3хГУ-50)
УМ на 3хГУ-50
AlexДата: Четверг, 15 Сен 2011, 18:00 | Сообщение # 1
Генерал-полковник
Группа: Администраторы
Сообщений: 920
Награды: 0
Репутация: 5
Статус: Offline
Отсутствие силового трансформатора позволяет сделать конструкцию усилителя мощности легкой, компактной, с хорошими энергетическими характеристиками. Описанная ниже конструкция практически не имеет дефицитных деталей, а необходимый минимум, заложенный в конструкцию, можно менять в широком диапазоне.

На рис.1 показан усилитель мощности коротковолновой радиостанции, с полным бестрансформаторным питанием с независимым включенном в сеть 220 В ( не имеет значение "полярность" включения вилки питания в сеть 220В). Гарантия защиты от поражения электротоком за счет оригинального схемотехнического решения.

В основу питания УМ положено свойство конденсатора ограничивать переменный ток. Если через конденсатор подавать переменное напряжете на нагрузку, а реактивное сопротивление конденсатора намного больше сопротивления нагрузки, то величина тока будет ограничена конденсатором.

Если емкость очень маленькая, то и ток мал. Эго свойство малой емкости используется для обеспечения безопасности работы, а свойство конденсатора ограничивать ток через нагрузку используется для сигнализации о включении и для питания накалов ламп. Для обеспечения безопасности емкость С9 должна быть не более 2200 пФ. Катоды используемых ламп не должны иметь соединения с накалом (это ГУ-50 , 6П45С и им подобные).
Технические характеристики:

- диапазон усиливаемых частот 3,5...28 МГц;
- Rвх 75 Ом;
- Rвых 75 Ом;
- Рвх <30 Вт;
- Рвых >200 Вт.

Собственно УМ выполнен но схеме с заземленными сетками с последовательным питанием (для повышения КПД в диапазоне 28 МГц).

В принципиальной схеме можно выделить несколько участков:

- участок I — защитная и коммутационная аппаратура по сети 220 В. В нее входят F1, F2 и S1. Так как включение в сеть 220 В — независимое (не играет роли , где "фаза", а где "ноль"), то "фаза" (представляющая основную опасность) из сети 220 В может быть на любом из проводов 1 или 2, поэтому необходимо применение двух предохранителей. По тем же причинам S1 коммутирует оба провода;

-участок , 2 — сетевой фильтр и сигнализация о включении, предназначены для предотвращения помех телевидению н визуальному контролю состояния усилителя. Состоит из С1, L1, С2, L2, С3, НL1. В качестве НL1 может применяться как светодиод, так и слаботочные лампы накаливания (например от фонарика 6,3 В);

С3=0,022 мкФ —для светодиодов АЛ402, 3Л102, АЛ102; С3=1 мкФ х 400 В —для ламп накаливания.

Для других типов источников света С3 подбирается по достаточному свечению.

С1, С2 — любые от 1000 пФ до 6800 пФ на напряжение не ниже 400 В.

Особенность сетевого фильтра С1, L1, С2, L2 — он не имеет соединении с корпусом усилителя, что значительно повышает безопасность при эксплуатации, т.к. фаза из ceти через них не попадает на корпус (как в обычных схемах с сетевыми конденсаторами) и при отсутствии заземления корпуса УМ не ощущается действие электрического тока;

- участок N 3 — источник питания накальных и анодных цепей ламп. В него входят VI ...V4, С4, С5, Сб. Его особенности: он изолирован по постоянному току от корпуса усилителя и собран по схеме удвоения напряжения. Для радиолампы неважно, есть соединение ее с корпусом или нет, главное — чтобы на анод подавался "+", а на катод — "-". Тогда лампа начинает работать. А вот для того чтобы сигналы, с которыми лампа работает, приходили на нее и уходили в нагрузку, служат конденсаторы С14, С9, С8, С16, С12, С11, С13 н катушки L5, L6, L7, L4 (L3, L8 — дроссели ВЧ). С4 и С5 сглаживают пульсации и ограничивают анодный ток ламп. С4 и С5 должны быть равны по емкости и иметь по 20 мкф на каждые 400 мА анодного тока. Увеличивать значительно их емкость нет смысла (если этого не требуют применяемые радиолампы, у которых большой суммарный анодный ток). Если все же возникла необходимость применить конденсаторы большой емкости, нужно принять меры по предотвращению броска тока в первый момент включения в сеть 220 В.

Конденсатор С6 ограничивает ток накала до номинальной величины. Если применяются другие радиолампы, С6 подбирается по номинальному току установленных радиоламп. С6 можно рассчитать по закону Ома для электрических цепей, содержащих реактивные элементы. Схема удвоения напряжения обеспечивает достаточное анодное напряжение для питания радиоламп типа ГУ-50, 6П45С и им подобных;

- участок N 4 — непосредственно усилитель. Он изолирован по постоянному току от корпуса, а но переменному току соединен с корпусом через С9, С10, С11, С12,С13.

Так как емкости этих конденсаторов относительно малы, для частоты сети 220 В равной 50 Гц они (С9, С10, С11, С12, С13) являются очень большим сопротивлением, и 50 Гц на корпус проходит в очень малой степени, а вот для радиочастоты они (С9,С10,С11,С12, С13) имеют низкое сопротивление и схема сохраняет работоспособность.

Конденсаторы С8, С9 являются блокировочными и замыкают высокочастотную составляющую, проходящую по цепям питания на общее заземление через корпус усилителя.

Распайка С8 должнa быть только такой как на схеме рис. 1. Конденсатор С8 1000 (6800 пФ) — любой на напряжение не ниже 1000 В, может быть набран из двух или трех последовательно соединенных. R1 — для снижения тока через лампы в режиме приема, R2 —для компенсации паразитных резонансов в дросселе L8.

Реле Р1, Р2, Р3 служат для коммутации усилителя н антенны с приема на передачу. L3 — анодный дроссель, необходим для того, чтобы высокочастотная составляющая не проходила в цепи питания, а выделялась на элементах П-контура, т.е. на L4, L5, L6, L7, С10, С12, C11, С13. Высокочастотный сигнал подается через вход X1 усилителя.

Управление приема-передачи — через Х2, антенна подключается через Х3, а общее заземление — через Х4. S2 - для переключения диапазонов.

C15, V8, R3, С16, ИП1 — индикатор выхода УМ, ИП1 — 50, 100, 200 мкА.

Конструкция и детали

Усилитель мощности собран в корпусе размером 320 х 230 х 70 мм из дюраля. Лампы V5, V6, V7 расположены горизонтально. Между ними должно быть небольшое расстояние для конвекции воздуха. Верхняя н нижняя крышки должны иметь возможно большее количество вентиляционных отверстий над лампами и подними, а также — в районе расположения электролитических конденсаторов С5 и С4. Усилитель должен быть на ножках, чтобы нижняя крышка не стояла плотно на столе. Это дает свободный проход воздуха для охлаждения ламп.

Расположение деталей показано на рис. 2.

Остальные детали установлены навесным монтажом или на промежуточных изоляционных стойках. Лампы от выпрямителя в С4, С5, С6 должны быть огорожены перегородкой.

Элементы П-контура, S2, L4, L5, L6. L7 смонтированы непосредственно па галете S2 за счет удлиненных винтов.

Катушки L5, L6, L7 —бескаркасные, они намотаны на оправке диаметром 15 мм н содержат 6 витков провода ПЭВ-1 диаметром 1,5 мм, длина намотки — 25 мм.

Катушка L4 размещена на тороидальном сердечнике из текстолита, гетинакса, фторопласта или другого изоляционного материала. Если ничего подобного не оказалось под рукой — не огорчайтесь, можно использовать две керамические основы от старых галет, собранные с зазором. Вместо тороидального каркаса также можно использовать кусок пластмассовой трубы. L4 содержит 60 витков, отводы — от 2, 4, 18, 32, намотка — виток к витку. Провод ПЭВ-1 — 0,6 мм, первые 4 витка — проводом диаметром 1 мм.

Дроссель L3 намотан на любом изоляционном материале, содержит 160 витков, провод — ПЭВ-1 диаметром 0,25 мм. L3 в изготовлении некритичен, т.к. стоит после элементов П-контура, и основная мощность ВЧ напряжения выделяется на элементах П-контура, а не на нем.

Дроссель L8 намотан на феррите 400НН, 600НН от магнитной! антенны радиоприемников или на сердечнике от контуров диаметром не менее 5 мм, содержит 25...30 витков, провод — ПЭВ-1 — 0,27, намотка — рядовая.

Дроссели L1 и L2 также намотаны на феррите или сердечнике от контуров и содержат по 25 витков того же провода, намотка — рядовая или внавал.

Конденсаторы С12 и С13 — от бытовых радиовещательных приемников 2 х 12/495 пФ; секции включены параллельно.

С12 — ротор и статор прорежены через одну пластину.

С7 — МБГО-2 — 10 мкФ на напряжение не менее 400 В. Конденсаторы С8, С9, C10, С11, С14 -- слюдяные (например КСО-5, КСО-9) на рабочее напряжение не менее 1000 В. Могут быть также набраны из нескольких последовательно соединенных конденсаторов. Конденсатор С15 -- КТК; С1, С2 -0,05...0,01 КБГИ на рабочее напряжение не ниже 400 В, могут применяться КС0; МБМ — любые от 1000 пФ - 0.05 мкФ х 400 Н - не менее; С4, С5 - К50-2Э; К50-7 и т.д., 30 ...40 мкФ на рабочее напряжение не менее 350 В (например малогабаритные от телевизоров).

VI...V4 —-Д246Б или им подобные.

V8 - - Д9Б. Д2В, Д18, Д20, КД503 и т.д.

Реле Р1, Р2, Р3 могут быть любые и включаться как последовательно, так и параллельно, это зависит от величины Uупр.

Ручки и переключатели закреплены на передней панели и не требуют переходных втулок.

С12, С13 закреплены на нижней крышке.
Налаживание

Налаживание усилителя при исправных элементах сводится, в основном к подбору индуктивностей катушек L5, L6, L7 на диапазоне 28 МГц и отводов L4 на остальных диапазонах.

Сдвигая или раздвигая витки катушек L5, L6, L7, нужно добиться максимальной мощности на выходе усилителя в диапазоне 28 МГц, при этом не нужно забывать выключать его из сети, т.к. элементы П-контура находятся под напряжением.

Затем переходят на низкочастотные диапазоны н подбирают отводы у катушки L4. При настройке к выходу усилителя должен быть подключен эквивалент 75 Ом (в кранном случае — лампа накаливания, либо заведомо настроенные антенны).

При настроенном П-контуре и мощности на входе — 30 Вт суммарный анодный ток ламп составляет 400...450 мА, при напряжении анод-катод — 620 В.
Техника безопасности

Первый пункт техники безопасности — "Инструкция об эксплуатации приемопередающих радиостанций" — запрещает эксплуатацию передающих устройств без надежного заземления.

Работающий УМ обеспечивает безопасность оператора даже при отсутствии заземления, хотя схема и не имеет релейных или электронных схем защиты на отсутствие заземления. В случае, когда "фаза" из сети 220 В приходит но проводу N 2, напряжение на корпусе усилителя (при отсутствии заземления) не способно создать ток, поражающий организм человека, т.к. попадает на корпус усилителя в основном через С9, имеющий очень большое сопротивление на частоте 50 Гц. Конденсатор С9 является "изюминкой" в этой схемотехнике и его емкость не должна быть более 2200 пФ. В этом случае ток между корпусом и общим заземлением составляет не более 300 мкА, что безопасно для человека н практически не ощущается. Конденсатор С9 должен иметь "запас" по рабочему напряжению. С1, С2, С8 не должны иметь соединения с корпусом (в противном случае безопасность не обеспечена). Емкость этих конденсаторов может быть любой от 1000 пФ до 6800 пФ. Если же "фаза" из сети 220 В приходит по проводу N1, на корпусе усилителя практически нет потенциала. Это включение можно назвать желаемым, но совершенно не обязательным. Желаемое (но не обязательное) включение в сеть 220 В можно определить с помощью вольтметра, включенного между корпусом усилителя и общим заземлением.

Меняя "полярность" включения штепсельной вилки в розетку 220 В, находят положение, при котором вольтметр не показывает напряжения между корпусом УМ и заземлением.

Делают метки на штепсельной вилке и розетке 220 В — это и будет желаемое включение. Но безопасность гарантирована при любой "полярности" включения в 220 В.
В прикреплениях схема электрическая,монтажная:
Прикрепления: 4724709.gif(15Kb) · 7687380.gif(20Kb) · 1365272.gif(6Kb)
 
AlexДата: Воскресенье, 01 Июн 2014, 11:24 | Сообщение # 2
Генерал-полковник
Группа: Администраторы
Сообщений: 920
Награды: 0
Репутация: 5
Статус: Offline
Бестрансформаторный УМ на 3х ГУ-50

Сразу оговорюсь, что насущной по­требности в бестрансформаторном усилителе мощности у меня не было. Дело в том, что у меня есть классный усилитель KENWOOD TL-922. Однако использовать его не всегда целесооб­разно. В этом усилителе установлены две лампы 3-500Z, каждая стоимостью около 200 USD, поэтому усилитель следует беречь.

Кроме того, многие используемые в настоящее время трансиверы имеют выходную мощность 100 Вт. Это прилич­ная мощность. Правда, выходной кас­кад трансивера должен быть нагружен на сопротивление 50 Ом, иначе срабо­тает система защиты (например, ALC). Следовательно, трансиверу требуется антенный тюнер. А тюнер, увы, "бессты­жий обманщик", да и трансивер не сле­дует "гонять" на предельной мощности. В нем только пара транзисторов оконеч­ного каскада стоит около 90 USD.

В общем, я пришел к выводу, что не­плохо было бы иметь "активный" тюнер. Вот так родилась идея использовать маломощный ламповый усилитель в качестве "активного" тюнера. П-контур в усилителе — это, фактически, тот же тюнер, который согласует выходной импеданс усилителя с антенной, а соб­ственно усилитель позволяет эксплуа­тировать трансивер в режиме понижен­ной мощности. Остается только выб­рать схему согласования трансивера и усилителя мощности. После небольших экспериментов широкополосный транс­форматор на ферритовом кольце на­шел свое место в схеме.

Рассуждаем дальше. Усилитель дол­жен быть малогабаритным, экономич­ным и простым в повторении (я всегда преследую такую цель при разработке конструкций). Как следует решать дан­ную задачу? Лампы —дал Бог: в тече­ние моей 48-летней радиолюбительс­кой практики в шкерке скопилось немало ГИ-7Б, ГУ-74Б, ГУ-43Б, ГУ-34Б, ГУ-ЗЗБ, ГК-71, ГУ-81М, т.е. почти вся номенкла­тура ламп советского производства. Но все эти лампы должны работать при вы­соком анодном напряжении, поэтому требуются высоковольтные конденса­торы и в анодной цепи, и в П-контуре. Кроме того, панельки для некоторых из перечисленных выше ламп стоят почти столько же, столько сами лампы. А для некоторых ламп требуется еще и обдув.

А что получится, если использовать ГУ-50? Лампа очень популярная, де­шевая и очень доступная (панельки — тоже). Три-четыре лампы дают мощ­ность, которая чаще всего требуется в повседневной работе в эфире. Этим лампам не нужен обдув. Анодное на­пряжение — около 1000 В.

А если такое низкое анодное напря­жение получить без громоздкого сило­вого трансформатора? Умножение переменного напряжения сети 220 В — это отличное решение! Но опыта работы с умножителями напряжения у меня не было, поэтому решил попро­бовать изготовить умножитель на че­тыре, состоящий из 6 электролитичес­ких конденсаторов 220 мкФ/385 В и 4 диодов 1N5408, и был приятно удив­лен полученным результатом. На холо­стом ходу выпрямитель давал 1200 В, под нагрузкой 50...600 мА напряжение почти не изменялось — 1100 В.

Эти результаты окончательно подтол­кнули меня к выбору бестрансформатор­ного анодного питания усилителя мощ­ности, но требовалось решить пробле­му безопасной эксплуатации усилителя с таким источником. Релейная схема на базе реле переменного тока дала воз­можность обеспечить требования техни­ки безопасности. Во избежание броска тока во время включения, предусмотре­на схема "мягкого" пуска. Маломощный трансформатор используется только для питания накалов ламп и реле.

Переходим к выбору схемы усилите­ля. Из своего опыта знаю, что ГУ-50 в схеме с общими (заземленными) сет­ками в режимах CW и SSB без проблем работает при напряжении 1200 В на аноде. Значит, 1100 В на выходе бес­трансформаторного выпрямителя — вполне допустимое анодное напряже­ние. Все сетки ламп — на "земле". Ав­томатическое смещение в цепи като­дов ламп в режиме STANDBY обеспе­чивает их полное запирание, а в режи­ме передачи — ток покоя около 45 мА на каждую лампу, обеспечивающий линейный режим усиления. Анодное питание — последовательное. В такой схеме уменьшается влияние реактив­ности анодного дросселя, а также тре­бования к его конструкции.

Сколько ламп ГУ-50 следует исполь­зовать в усилителе? Две — это явно мало (овчинка не стоит выделки), да и входный импеданс будет более 100 Ом. В то же время, ни объем, ни вес усили­теля с двумя лампами не уменьшаются по сравнению с устройством на трех или четырех лампах. Однако при четырех лампах эквивалентное выходное сопро­тивление усилителя довольно низкое, поэтому для П-контура требуются кон­денсаторы довольно большой емкости. Кроме того, при четырех лампах усили­тель имеет низкое входное сопротивле­ние. Также следует увеличить нагрузоч­ную способность высоковольтного вып­рямителя (учетверителя напряжения), применив в нем электролитические кон­денсаторы емкостью 470 мкФ.

Три лампы ГУ-50 — это, на мой взгляд, оптимальное решение. Рацио­нально используются все комплектую­щие, а разница в работе между усили­телями на 3-х и 4-х лампах ГУ-50 неза­метна для корреспондентов.

Возможно, все описанное выше хоро­шо знакомо некоторым читателям. Но, на мой взгляд, не следует слепо повто­рять любую конструкцию, не ответив для себя на вопросы: что, как и почему.

Описание схемы

Схема усилителя (рис.1) довольно проста. "Минусовый" вывод источника высокого напряжения, который подклю­чается контактами К4а реле Rel4 к из­мерительному прибору М1, измеряюще­му анодный ток, является общим про­водом схемы по постоянному току, а по переменному току этот провод через конденсаторы С5 и С20 соединен с шас­си. Все сетки ламп VL1 — VL3 включены параллельно и соеди­нены с общим проводом. Катоды ламп также со­единены параллельно, но к общему проводу подключены через вто­ричную обмотку входно­го трансформатора Тг2 и резистор R8, который обеспечивает автомати­ческое смещение. В ка­тодную цепь также вклю­чен резистор R7, который предохраня­ет лампы от прострелов. Аноды ламп соединены параллельно через антипа­разитные дроссели, предотвращающие самовозбуждение усилителя на УКВ.

Нагрузкой усилителя является П-контур. Анодное напряжение подается на "холодный" конец П-контура через дроссель Dr2, т.е. применена схема последовательного анодного питания. В такой схеме катушка П-контура на­ходится под напряжением, но зато сни­жаются требования к анодному дрос­селю Dr2. Несмотря на то что в оконча­тельном варианте усилителя применя­ется дроссель, рассчи­танный на установку в схему параллельного питания, я пробовал использовать самый простой дроссель ин­дуктивностью 16 мкГн, имеющий рядовую не- секционированную на­мотку, и эффект был один и тот же — усили­тель работал хорошо.

В моих конструкциях П-контур всегда тща­тельно рассчитывается на основе данных об анодном напря­жении и токе, рабочем режиме (в дан­ном случае, класс АВ) и нагруженной добротности катушки П-контура (Q=12). Раньше расчет проводился вручную, а сейчас компьютер делает такой расчет за секунды. Катушки, естественно, из­готавливаются согласно рассчитанным индуктивностям для П-контура с уче­том диаметра применяемого каркаса.

В П-контуре усилителя используют­ся обычные конденсаторы перемен­ной емкости от старых ламповых ра­диоприемников. В конденсаторе С1 пластины прореживают через одну, и из конденсатора емкостью 2x500 пФ получается КПЕ с максимальной ем­костью около 135 пФ (при паралельном включении секций).

Прореживать пластины в конденса­торе С2 не требуется. Здесь лучше всего использовать строенный КПЕ.

КПЕ С1 и С7 подключены к П-контуру через конденсаторы С2 и С6 и, сле­довательно, находятся только под ВЧ- напряжением. На низкочастотных ди­апазонах параллельно каждому КПЕ добавляется емкость (СЗ, С4, С8, С9).

Для переключения диапазонов при­меняется обычный керамический галетный переключатель (4 галеты, 11 поло­жений). Две галеты, соединенные па­раллельно, предназначены для пере­ключения отводов катушки индуктив­ности, а две другие — для подключе­ния добавочных конденсаторов.

Если фазовой провод включен пра­вильно, то при подаче на блок питания сетевого напряжения сразу включитсяреле Rel2, и переменное напряжение поступит на выпрямители. Если фазо­вый провод включен неправильно, сра­ботает реле Rel1, которое своими кон­тактами перекоммутирует "фазу" и "ноль", установив их в правильное (бе­зопасное для эксплуатации) положение.

Сетевое напряжение подается на выпрямители через резисторы R14 — R18, которые ограничивают пусковой ток, обеспечивая "мягкий" пуск. В тече­ние несколько секунд напряжение пос­ле этих резисторов возрастает до уров­ня, при котором включается реле Rel3, которое блокирует цепь "мягкого" пус­ка. После цепи "мягкого" пуска установ­лен дроссель Dr1, который препятству­ет попаданию ВЧ-напряжения из уси­лителя в сеть переменного тока.

Накал лампы и напряжение для низковольтного выпрямителя (D7 — D11 и С37) снимается с трансформа­тора Тг1. Напряжение на выходе низ­ковольтного выпрямителя — 24 В.

Высоковольтный выпрямитель вы­полнен по симметричной схеме учетверения напряжения. Он включается сра­зу после подачи сетевого напряжения, и после "мягкого" пуска на его выходе появляется напряжение 1200 В.

Двухконтактный двухпозиционный тумблер SW2a,b служит для переклю­чения режима STANDBY. При включен­ном режиме STANDBY усилитель со­храняет готовность к работе, но не под­ключен к выходу трансивера, поэтому сигнал "раскачки" через нормально замкнутые контакты Rel5 и Rel6 посту­пает прямо в антенну.

При выключении режима STANDBY срабатывает реле Rel4, и высокое на­пряжение подключается к общему про­воду и к анодной цепи. Одновременно подается напряжение на цепи питания реле Rel5 и Rel6. Переход "прием/пере­дача" осуществляется при замыкании контактов К7 реле Rel7. Для управления этим реле применяется транзисторный ключ Q1. Напряжение для ключа и для репе Rel7 берется от интегрального ста­билизатора IS1. Это напряжение долж­но быть не более 12 В, потому что во всех современных трансиверах линия РТТ имеет потенциал +12 В в режиме приема и 0 В — в режиме передачи.

К.Драндаров LZ2ZK  г.В.Тырново
Прикрепления: 1442489.gif(90Kb)
 
Форум радиолюбителей » Форум любителей передающей и приемной радиоаппаратуры » Усилители мощности » УМ на 3хГУ-50 (УМ на 3хГУ-50)
Страница 1 из 11
Поиск:


Рейтинг@Mail.ru Яндекс цитирования.