РА 432 МГц RZ4HD 2хBLP05H9S500P 750 Вт

[RZ4HD]

          Здравствуйте. Сегодня закончил предварительные тесты РА на 432 МГц, собранного с применением суммирования двух усилительных модулей. Фотографию прилагаю. Применение двух транзисторов типа BLP05H9S500P намного надёжней одного, когда многие элементы усилительного модуля очень сильно нагреваются. Да, применяют и одиночные BLF-578 и BLF-188, но я решил пойти по пути распределения тепла на два фланца двух современных транзисторов. Такой вариант имеет право на жизнь.
        Вариант дизайна усилительного модуля раскрыт Виктором R3KR в теме: http://forum.vhfdx.ru/usiliteli-moshchnosti/usilitel-430-mgc-tranzistor-blp05h9s500p-400-vt/  В этой теме всё разжёвано довольно хорошо.
     Делитель мощности изготовлен из 1.5 мм ламината FR-4 по схеме моста Вилкинсона, так же, как и сумматор. В качестве 100 Омного резистора используется 30 Ваттный 2 ГГц полуфланцевый резистор, припаянный к 1 мм латунной пластине. К ней же припаяна и печатная плата делителя с суппортами для запайки оплёток тефлонового 0.141 кабеля. На резисторе не рассеивается много тепла. Просто такая жесткая конструкция делителя без «соплей» меня устраивает.
      Сумматор мощности изготовлен из 1.5 мм ламината ФАФ-4Д по схеме моста Вилкинсона. В качестве 100 Омного резистора используется 250 Ваттный 1 ГГц фланцевый резистор, установленный на общем радиаторе с применением теплопроводящей пасты. Этой мощности резистора хватает. Плата так же припаяна к 1 мм латунной пластине.
       ФНЧ 5-го порядка изготовлен с применением конструкционных конденсаторов, изготовленных из 1.5 мм ФАФ-4Д. Индуктивности ФНЧ выполнены из 0.5 мм медной фольги. Этот дизайн изложен мной в теме про ФНЧ. ФНЧ соединён с выходным разъёмом СР-50 (М18 х 1мм) при помощи четверть дюймового тефлонового кабеля. Реле обхода отсутствуют, так как для опытного образца они не нужны.
        Я установил три шунта. Два для измерения тока каждого модуля в отдельности и общего потребляемого тока. Реально ток модулей цифровым прибором измерить не удалось. Стрелочный прибор общий ток измеряет отлично. В следующем РА шунты для отдельного измерения тока ставить не хочу. Есть диод, защищающий РА от включения с неправильной полярностью.
     При напряжении в 48.5 Вольт и токе в 20 Ампер РА выдаёт 684 Ватта. КПД 70.5%  ток в 20 Ампер является максимальным для моего DC-DC конвертера. Завтра попробую сменить БП и раскачать РА до родных 22 Ампер. Мощность и КПД должны возрасти. Работу РА от других напряжений пока не тестировал. Входная мощность 3.5 Ватта. КСВ по входу менее 1.1  Пока всё идёт по плану. Юрий.

[UT4NJ Дмитрий]

ФНЧ 5-го порядка изготовлен с применением конструкционных конденсаторов, изготовленных из 1.5 мм ФАФ-4Д. Индуктивности ФНЧ выполнены из 0.5 мм медной фольги. Этот дизайн изложен мной в теме про ФНЧ.

Извините, что то сразу не попадается эта тема, если не тяжело ткните...

[RZ4HD]

http://forum.vhfdx.ru/usiliteli-moshchnosti/lowpass-filter-dlja-1kvt-na-novyh-tranzistorah/150/

[UT4NJ Дмитрий]

Большое спасибо, извините.

[RZ4HD]

         Здравствуйте. Сегодня полностью собрал корпус РА и проверил работу РА минутными циклами при напряжении питания в 48.5 Вольт. Думаю, что из-за падения напряжения на шунтах и проводах напряжение на стоках должно быть около 48 Вольт. Ток покоя каждого транзистора был выставлен в 700 мА. Общий ток покоя - 1.4 Ампера.  При токе в 15 Ампер выходная мощность равна 500 Ваттам. КПД=69.4%  При токе в 17 Ампер выходная мощность равна 590 Ваттам. КПД=72.3% При токе в 20 Ампер выходная мощность равна 680 Ваттам. КПД=70.8% При токе в 22 Ампера выходная мощность равна 750 Ваттам. КПД=71%
         Фотографию теста РА прилагаю. Что можно в РА изменить… Радиатор очень избыточен!!! Он имеет толщину основания 16 мм и размер 220 х 350 мм. Рёбра высокие. Тяжёлая железка. Но хуже транзистору от этого радиатора не будет. При тестировании ток и мощность за минуту не меняют своё значение. Кроме того, разместить узлы на более маленьком радиаторе сложно. Вот и применил такую доступную железку. Применять компактный делитель на входе (типа The Xinger-brand 90-degree hybrid coupler) для уменьшения размеров не хочу. Однозначно он не поделит сигнал ровно пополам на 432 МГц и фазы не будут точно +_ 90 градусов. В самодельном это точнее. Геометрия есть геометрия, а широкополосность есть широкополосность. Плюс на выходе квадратурный мост места тоже займёт немало… Пока буду внедрять в РА реле обхода. В данный корпус хорошо размещается и РЭВ-14 в комплекте с SMA реле и четырёхпортовое реле с разъёмами N типа. Юрий.

[RZ4HD]

Здравствуйте. Сегодня закончил тестирование второго экземпляра уже полной версии 750 Ваттного РА со сложением двух модулей. Если первый экземпляр был упрощённый, не имел аттенюатора на входе и реле обхода, то второй экземпляр уже имеет аттенюатор и реле обхода. Фотография РА с хорошим разрешением приводится. Аттенюатор рассчитывался исходя из мощности трансивера в 50 Ватт так, что бы он работал на половинной мощности. Каждый модуль без ФНЧ выдаёт 430 Ватт при входной мощности порядка1.5 Ватта. По этой причине нужен был аттенюатор на 8 dB. Увы, обычно аттенюаторы бывают на 6 dB и 10 dB.  Фланцевые мощные резисторы для самостоятельного изготовления аттенюатора так же обычно имеют номиналы в 25, 50, 75 и 100 Ом. Аттенюатор был изготовлен, но КСВ его не был точно равен 1.0  Но всё было в пределах допустимого. По этой причине КСВ усилителя по входу равен 1.25 Реальное тестирование проводилось с применением 75 Ваттного трансивера ICOM-910. В качестве реле обхода применил четырёх портовое реле с разъёмами N типа. КСВ в режиме обхода равен 1.08 Фотографию измерения прилагаю. Для переключения реле используется внутренний секвенсор на микроконтроллере. Сначала переключается реле и позже подаётся смещение на затворы транзисторов. Думается, что на этом варианте дизайна РА я и остановлюсь.
         РА спокойно может работать без аттенюатора с трансивером мощностью в 4-10 Ватт. Для получения мощности в 800 Ватт при токе в 22 Ампера и напряжении питания в 48 Вольт на вход необходимо подать всего 3.5 Ватта.
       Радиатор РА имеет очень приличные размеры и хорошо отводит тепло. Он , честно говоря, избыточен, но РА со сложением двух модулей, ФНЧ, сумматором и реле обхода сложно впихнуть в маленькие габариты. Да и лишнего отвода тепла от транзистора не бывает. Снижения мощности и тока при работе мощностью в 700 Ватт минутными циклами не наблюдалось.
        Повторяемость РА хорошая. Повторяемость усилительных модулей и их параметров хорошая. Делитель изготовлен и 1.5 мм FR-4. Сумматор изготовлен из 1.5 мм ФАФ-4Д.  ФНЧ 5-го порядка изготовлен с применением конструкционных конденсаторов на основе 1.5 мм ФАФ-4Д. Всё было заранее протестировано. Рабочие и проверенные узлы были просто установлены на радиатор и спаяны в одно устройство. Всё заработало без танцев с бубном…
       Таблица с результатами измерений параметров приводится. Юрий.

[RZ4HD]

Здравствуйте. Сегодня по телефону был поднят очень разумный и правильный вопрос о возможности применения 0.141 кабеля на 432 МГц в этом усилителе. При такой мощности. Я понимаю эти опасения. Давайте разберёмся в вопросе, стоит ли или нет применять тефлоновый 0.25 дюйма кабель вместо 0.141 при помощи инженерного калькулятора компьютера и даташитов.
         Итак. В усилителе есть два джампера, изготовленных из 0.141 кабеля для передачи мощности от выхода сумматора до выходного разъёма. Общая их длина равна около 50 сМ. Затухание 0.141 кабеля равно ориентировочно 27 dB на 100 метров. Максимальная мощность на частоте 432 МГц чуть меньше 700 Ватт. Затухание мощности в куске 0.141 кабеля длиной в 0.5 метра равно 0.135 dB. Это соответствует отношению мощностей 1:1.03  Попросту на полуметре 0.141 кабеля мы теряем в РА 3% мощности. При работе телеграфом точками или SSB мощностью в 750 Ватт средняя мощность, рассеиваемая кабелем при соотношении времени приёма и передачи 1:1, а это - тяжёлый режим, менее 200 Ватт. Вопрос о возможности применения 0.141 кабеля в режиме SSB и телеграфом на частоте 432 МГц при мощности в 750 Ватт просто нет смысла обсуждать. А вот при работе цифрой на мощности в 650 Ватт в кабеле потеряется 3% от этой мощности – порядка 22 Ватта. Это – далеко не под сотню Ватт. Средняя мощность будет 11 Ватт, но при минутном цикле передачи я ориентируюсь на значение в 22 Ватта.
       Затухание метра четвертьдюймового тефлонового кабеля на 432 МГц ориентировочно равно 0.125 - 0.14 dB на метр. Потери в РА при применении  0.25 дюймового кабеля будут порядка 10 Ватт. Разница в потерях мощности между двумя кабелями около 10 Ватт. Это порядка 1.5%. Применив 0.25 дюймовый кабель вместо 0.141 мы выигрываем 10 Ватт выходной мощности (1.5%)  и улучшаем КПД РА на 1.5%   Как-то так.  По этой причине я не поставил в РА 0.25 дюймовый кабель, но нужно учитывать, что постоянная  мощность в 650 Ватт уже приближается к максимальному значению параметра, но не достигает его. Плюс я применяю тефлоновый кабель, а не кабель с полиэтиленовой изоляцией. Повторюсь, вопрос и опасения нашего коллеги были вполне обоснованными! Юрий.