В этой теме хочу поделиться информацией о том, как не «спалить» транзисторные усилители. Зачастую мы это делаем своми же руками. Будет много самой различной информации с примерами, возможно и с фотографиями. Я опишу самые различные курьёзы, которые реально произошли с усилителями, в том числе и фирменными, не называя владельцев РА и их позывные. Пусть коллеги, узнав себя, не обижаются на меня. Лучше учиться на чужих ошибках… Многие ответят и реально отвечают мне так: Юра, ты что, за дураков меня (нас считаешь)? Да кто так сделает? Да это и коню понятно… Я за дураков никого не считаю, но делают множество абсолютно нелогичных вещей, приводящих к выходу из строя РА. Я подробно остановлюсь на некоторых моментах и достаточно подробно. Скорее всего информация будет оформлена в виде нескольких сообщений. Не так просто набрать текст на 6-9 листов А4. Кто умный-пусть читает информацию по диагонали…
Первая ошибка – неправильный выбор охлаждения транзистора: размера радиатора, его оребрения и обдува, площади ребер, толщины основания радиатора. Известно, что транзистор работает долго и стабильно, когда его температура не скачет вверх вниз. По моему опыту несколько вещательных передатчиков ф. Харрис с применением LDMOS транзисторов уже 30 лет работают безаварийно в круглосуточном режиме не выключаясь. Там очень хороший, можно сказать, избыточный обдув, но транзисторам выходного каскада и сумматорам там хорошо живётся. А вот режим включения и выключения, когда температура транзистора изменяется циклически и ежеминутно, по словам некоторых коллег, согласно даташита транзистора, сокращает срок его службы.
Довольно много лет назад у нашего коллеги сгорел транзистор BLF-188 в усилительном модуле, который изготовил я. Потом сгорел ещё раз. Лишь через несколько лет из разговора я понял причину, которую радиолюбитель рассказал мне сам. Транзистор моего усилительного модуля припаивался на медный субрадиатор толщиной в 10 мм и размером 120 х 120 мм. Для 1 кВт усилителя этого вполне достаточно. А вот основной радиатор коллегой был применён размером 120 мм х 300 мм с не очень высоком оребрением и толщиной основания всего в 5.5 мм. Это – стандартный и недорогой радиатор из Чип и Дипа. Я в те времена отказался от этого радиатора даже для 170 Ваттных РА диапазона 1296 МГц. Кроме того, я понял, что основание радиатора имело приличную кривизну, а между радиатором и субрадиатором, со слов радиолюбителя, он положил, к сожалению, небольшое количество теплопроводящей пасты. Попросту говоря, основной радиатор небольшого размера по вышеупомянутым причинам просто не отвёл тепло от транзистора и он вышел из строя. Что было сделано после анализа ситуации. Радиатор был обработан на фрезерном станке. Да, основание стало более плоским, но и более тонким. Я думаю толщиной всего в 4.8мм. Этого мало для 1 кВт усилителя. Результат плачtвен – и второй очень дорогой транзистор вышел из строя. Но было проведено в общей сложности около сотни EME связей.
Я для 500 Ваттных усилителей диапазона 144 и 432 МГц применяю новые алюминиевые радиаторы размером 200 х 300 мм, высотой ребер более 44 мм и толщиной основания в 10 мм. Ребра в разрезе имеют волнистый вид, что увеличивает площадь радиатора порядка на 25%. При этом радиатор имеет обдув при помощи круглого вентилятора диаметром 170 мм. Подобный же радиатор, но длиной в 350 мм, применяется и для 400 Ваттных РА диапазона 1296 МГц, где КПД усилителя хуже, чем у РА диапазонов 144 и 432 МГц. Увеличение длины не связано с увеличением площади радиатора. Конструктивно 400 Вт РА выполнен со сложением мощности двух модулей и для размещения делителя и сумматора мощности конструктивно было необходимо увеличить длину радиатора на 50 мм.
Для 1 кВт усилителей радиатор имеет те же размеры 200 х 300 мм, но толщина основания радиатора 14 или 16 мм и высота ребер более 60 мм. Рёбра также волнистые и есть внешний обдув. Считаю, что применять радиаторы с толщиной основания в 18 мм и толще нет смысла. Для 900 Ваттных РА диапазона 432 МГц применяется радиатор 220 х 350мм при толщине основания в 10 или 14 мм. Всё зависит от технического задания. Увеличение размера связано с тем, что в усилителе применяется схемотехника со сложением двух модулей и необходимо дополнительное место для делителя и сумматора мощности.
Для 170 Ваттного РА диапазона 1296 МГц я применяю радиатор шириной 120 мм, высотой рёбер в 50 мм и толщиной основания 10 мм. Если РА имеет четырёхпортовое реле обхода N типа, то длина радиатора 300 мм. Если реле обхода отсутствует, то длина радиатора достаточна в 250 мм. Такой радиатор в 250 мм отлично отводит тепло. Транзистор и платы усилительного модуля припаяны на медный субрадиатор толщиной в 8 мм размером 80 х 80 мм. Я не применяю медь толщиной в 6 мм и менее для изготовления модулей. Субрадиатор усилительного 450 Вт модуля диапазона 432 МГц с применением транзистора BLP05H9S500P имеет толщину 8 мм, ширину 80 мм и длину в 120 мм. КПД транзистора очень хороший и такого субрадиатора достаточно. С одного квадратного сантиметра медного субрадиатора на основной радиатор отводится всего 1.6 Ватта мощности, а средняя мощность за длительное время всего 0.6 Ватта. Транзистору живётся очень хорошо. Это относится и к субрадиаторам на другие диапазоны. Не нужно портить жизнь себе и транзистору, уменьшая размеры и экономя материалы и деньги. Часто такая экономия и применение суррогатных, приспособленных бесплатных радиаторов с работы или гаража, приводит к выходу транзистора из строя.
Из собственного опыта и отзывам коллег скажу, что все вышеупомянутые радиаторы отлично работают с использованием цифровых видов связи и не нагреваются сильно. Часто приходиться говорить не о нагреве, а о том, что радиатор чуть тёплый и не имеет специфического холодка металла при касании радиатора пальцами.
Продолжение следует. Юрий.
