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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Leichter und leistungsstarker RA. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Transistor-Leistungsverstärker Einführung Dieser Artikel konzentriert sich auf einen Leistungsverstärker (PA) ohne Leistungstransformator. Solche RAs werden im Amateurfunkumfeld als "trafoless" bezeichnet (der Begriff ist meiner Meinung nach nicht ganz zutreffend - es gibt nur einen Leistungstransformator, und es werden häufig HF-Transformatoren verwendet), und sie sind von hartnäckigen Vorurteilen über ihre Elektrik umgeben Achtung. Diese Vorurteile entstanden aus zwei wahren Gründen: - nach dem aus der Schule gelernten Grundsatz: „Alles, was galvanischen Kontakt mit dem Netz hat, ist gefährlich!“ (Beachten Sie, dass dieses Prinzip oft missverstanden wird); - Der in [1] beschriebene erste transformatorlose RA könnte unter bestimmten Bedingungen tatsächlich gefährlich sein. Die auf dieser Grundlage stärker gewordenen Vorurteile konnten spätere Veröffentlichungen über transformatorlose RAs [2,3,4] nicht mehr erschüttern, in denen das Problem der Netzentkopplung (und damit der Sicherheit) gelöst wurde. Um ehrlich zu sein, weiß ich nicht, ob dieser Artikel den Mythos über die Gefahr von transformatorloser RA zerstreuen kann. Es gibt keine technischen Probleme (davon wird jeder unvoreingenommene Leser überzeugt sein, der die Geduld hat, den Artikel bis zum Ende zu lesen), aber die Psychologie bleibt ... Leser, die sich der Gefahr von RA ohne großen Leistungstransformator sicher sind, glauben bitte (vorerst durch Mundpropaganda), dass die Entkopplung vom Netzwerk eines so gut konzipierten Leistungsverstärkers nicht schlechter ist (und Sie können es sogar noch besser machen). ) als bei einem herkömmlichen Transformator. Ich hoffe, dass Sie nach dem Lesen des Artikels feststellen werden, dass dies tatsächlich der Fall ist. Netzwerkisolation Erinnern wir uns zunächst daran, dass der Begriff "galvanische Kopplung" Gleichstromverbindung bedeutet: direkt, über einen Widerstand, eine Diode, eine Transformatorwicklung usw. Warum ist die galvanische Verbindung des RA-Gehäuses und aller seiner Anschlüsse (außer natürlich dem Netzwerk) mit einem 220-V-Netzwerk gefährlich? Vielleicht Hochspannung? Vielleicht werden 220 V für jemanden wie eine sehr hohe Spannung erscheinen, aber nicht für eine Kurzwelle. Tatsächlich werden in Lampen-RAs mit einem Netztransformator vielfach höhere Wechselspannungen verwendet, und die Quelle dieser Hochspannung – die Hochspannungs-Anodenwicklung – ist entweder direkt oder über die Brückengleichrichterdioden mit dem Gehäuse verbunden. Und - davor hat niemand Angst, denn es geht wirklich keine Gefahr davon aus. Tatsächlich besteht die Gefahr einer galvanischen Verbindung mit dem Netzwerk des Gerätegehäuses und all seinen Anschlüssen paradoxerweise darin, dass einer der Drähte des Netzwerks (Null) mit Masse verbunden ist. Und daher durch die Leitfähigkeit von Erde, Boden, Schuhen usw. - IMMER GALVANISCH MIT DEM MENSCHLICHEN KÖRPER VERBUNDEN. Es ist leicht zu verstehen, was bei einem solchen RA-Schaltungsdesign passieren wird, wenn der zweite Draht des Netzwerks (Phase) auf dem Gehäuse des Geräts landen kann – die Berührung einer Person mit dem Gehäuse des Geräts schließt den Stromkreis (die zweite). Draht des Netzwerks - Erde, vergessen Sie nicht, ist bereits mit der Person verbunden). Ein elektrischer Schlag ist mindestens gewährleistet. Noch schlimmer wird die Situation, wenn der Phasendraht des Netzwerks galvanischen Kontakt mit einem der PA-Anschlüsse hat. Wenn ein normal geerdetes Gerät (Antenne, Transceiver oder Computer) an diese Buchse angeschlossen ist, fließt der Netzwerkkurzschlussstrom durch das an dieser Buchse angeschlossene Gerät. Sie haben großes Glück, wenn zuerst die Netzsicherung durchbrennt und nicht der Transceiver oder der Computer. Somit ist eine galvanische Verbindung mit dem Netzwerk des RA-Gehäuses und all seinen Anschlüssen nicht zulässig. Auch wenn wir, wie in [1], die Tatsache nutzen, dass eine der Adern des Netzwerks die Masse ist, und uns mit der "Polarität" des Anschlusses des PA-Steckers an das Netzwerk mit einem Startgerät, dem Verstärker, befassen [1] ist nur so lange absolut sicher, wie alles gut funktioniert. Es lohnt sich jedoch, den Betrieb des Startgeräts zu unterbrechen (z. B. stecken die Relaiskontakte fest) und den Stecker mit der falschen "Polarität" in die Steckdose einzustecken - alle oben beschriebenen Probleme sind garantiert. Aber ist die Situation wirklich so hoffnungslos schlecht und sollte man besser keine Kontakte zum Netzwerk haben? Versuchen wir es herauszufinden. Ich hoffe, niemand ist (in Bezug auf die Sicherheit) gegen Schaltnetzteile, die in Fernsehern, Computern usw. weit verbreitet sind? Das ist großartig, solange Sie nicht mehr brauchen. Daher stört es Sie nicht, dass ein galvanischer Kontakt mit dem Netzwerk einen Netzwerkrauschfilter, einen Gleichrichter oder einen Hochfrequenzgenerator haben kann. Beispielsweise zeigt Abb. 1 ein vereinfachtes Diagramm eines Schaltnetzteils, wobei dicke Linien Stromkreise und Knoten zeigen, die einen galvanischen Kontakt mit dem Netzwerk haben (und dementsprechend gefährlich sind), und dünne Linien zeigen sichere Stromkreise, die vom Netzwerk isoliert sind.
Ebenso werden in allen folgenden Abbildungen galvanisch mit dem Netz verbundene Stromkreise dargestellt. Kehren wir zu Abb.1 zurück. Die Ausgangskreise der Quelle sind durch einen HF-Übertrager auf Ferritbasis galvanisch vom Netz getrennt – die Isolation in diesem Kreis ist sehr gut. Es gibt jedoch eine andere Schaltung für die Kommunikation mit dem Netzwerk (aber nicht galvanisch, sondern kapazitiv) - dies sind die mit dem Chassis verbundenen Rauschfilterkondensatoren C1, C2. Ich betone noch einmal - die Verbindung des Gerätechassis mit dem Netzwerk über diese Kondensatoren (oder besser gesagt über einen von ihnen - den, der mit dem Phasendraht des Netzwerks verbunden ist) ist sehr schwach und nicht galvanisch, sondern kapazitiv! In jedem gut gemachten Transformator RA sind auch Rauschfilterkondensatoren an den Netzwerkkabeln installiert. In Abb. 2 ist beispielsweise ein Fragment der Schaltung des bei ausländischen Funkamateuren weit verbreiteten Verstärkers "Alpha 91 b" dargestellt, bei dem Kondensatoren mit einer Kapazität von 0,022 μF an den Anschlüssen des Netzwerkanschlusses am Chassis angelötet werden noch vor dem Netzschalter.
In bekannten professionellen Systemen werden daher die folgenden (bewährten und sicheren) Lösungen verwendet. 1. Galvanischer Kontakt mit dem Netz des Entstörfilters, Gleichrichters, Hochfrequenzgenerators. 2. Verbindung beider (einschließlich der gefährlichsten - Phase) Drähte des Netzwerks mit dem Chassis über einen Kondensator mit einer Kapazität von 0,01 ... 0,047 Mikrofarad. 3. Entkopplung mit Hochfrequenztransformatoren auf Ferrit. Kommen wir nun zum nächsten Abschnitt. Vergleichende Analyse bekannter transformatorloser RA Abgesehen von der Schaltung [1], die einen galvanischen Kontakt zwischen dem Chassis und dem Netzwerk hat, wenden wir uns den transformatorlosen RAs zu, bei denen sowohl das Chassis des Verstärkers als auch seine Ein- / Ausgangskreise vom Netzwerk entkoppelt sind alle Sicherheitsvorschriften. Beginnen wir mit dem UA1FA-Design auf zwei 6P45S-Lampen [2]. Im Eingangskreis kommt ein HF-Übertrager zum Einsatz, der für eine perfekte galvanische Trennung sorgt. Der Ausgangskreis (bereits nach der P-Schleife) wird ebenfalls durch einen HF-Transformator entkoppelt, aber es ist überhaupt nicht einfach, einen hochwertigen Breitbandtransformator (1,9 ... 30 MHz) für hohe Leistung herzustellen. Außerdem ist ein teurer Ferritkern beträchtlicher Größe erforderlich. Ferrite (insbesondere inländische) funktionieren jedoch sehr schlecht für eine Last mit Reaktivität, und an den Rändern des Bereichs führt jede Antenne, selbst eine angepasste, zu einer merklichen Reaktivität. Wenn Sie eine Art LW mit einem SWR von 7 ... 8 verwenden, arbeitet der Ausgangsferrittransformator völlig ineffizient. Meiner Meinung nach war es bei dieser Konstruktion nicht erstrebenswert, um jeden Preis einen Ausgangsübertrager einzubauen, da es andere Möglichkeiten gibt, den Ausgangskreis zu entkoppeln (näheres siehe unten). Darüber hinaus besteht in der Schaltung noch eine kapazitive Verbindung zwischen dem Phasendraht des Netzwerks und dem Chassis - ein Überspannungsfilter ist in das Design eingebaut, ähnlich wie in Abb. 2. Es ist nicht sehr praktisch, dass die Teile des P-Schaltkreises auch galvanischen Kontakt mit dem Netzwerk haben - dies führt dazu, dass sie vom Chassis isoliert und isolierte Achsen und Abstimmknöpfe verwendet werden müssen. Zudem können die in [1] angegebenen 400 W Ausgangsleistung ohne Überlastung der Lampen nur im kurzzeitigen Spitzenbetrieb erreicht werden. Bei kontinuierlicher Strahlung werden die Lampen überlastet und die Zuverlässigkeit des Verstärkers nimmt merklich ab. Tatsächlich muss bei Pout=400 W die Eingangsleistung mindestens 700 W betragen, daher Prass=300 W – 150 W an der Anode jeder Lampe. Dies ist mehr als das Dreifache der Stromüberlastung. Meiner Meinung nach sollten Sie in so kritischen Knoten wie RA keine Elemente verwenden, die ihre Passparameter überschreiten. Nachdem ich den Leser vor Berechnungen bewahrt habe, werde ich sagen, dass die Anodenstromüberlastung der Lampen fast zweifach ist. Wenden wir uns nun einem späteren Design zu - dem RV3LE-Verstärker [3] an einer GU-29-Lampe. Dies ist ein gut ausgewogenes Design für 75 bis 100 Watt Ausgangsleistung. Am Eingang wird wie in [2] ein Ferrit-Übertrager verwendet. Auch am Ausgang wird ein Ferrittransformator verwendet (bei einer solchen Leistung ist er klein und wird im Gegensatz zu [2] zwischen die Anoden der Lampen und den P-Kreis geschaltet). Dies löst zwei Probleme auf einmal - es eliminiert den Betrieb des Transformators für Reaktivität und ermöglicht die Verwendung einer herkömmlichen P-Schleife mit am Chassis geerdetem KPI. Doch diese Schaltungslösung wirft leider ein weiteres Problem auf – der Trafo arbeitet mit hohen Widerstandswerten (Einheiten Kilo-Ohm) und hat daher eine unvermeidliche Blockade im Frequenzgang im Hochtonbereich. Wie in [2] wird die Lampe überlastet, aber fairerweise stellen wir fest, dass es viel weniger ist - das Eineinhalbfache, sowohl in Bezug auf die Verlustleistung an der Anode als auch auf den Anodenstrom. Außerdem gibt es in RA [3] keinen Netzrauschunterdrückungsfilter, so dass es durchaus möglich ist, dass HF-Signale in das elektrische Netz gelangen. Die letzte Konstruktion in unserem Review ist RA6LFQ [4]. Drei GU50 in einem Stromkreis mit gemeinsamen Gittern ergeben etwa 200 Watt Ausgangsleistung. Hier wird ein anderes Prinzip der Entkopplung vom Netz verwendet als in [2, 3] - die Verbindung von Teilen des Verstärkers, die galvanisch mit dem Netz verbunden sind, mit dem Chassis und den Ein-/Ausgangsanschlüssen durch kleine Kondensatoren. Bei Funkfrequenzen sind diese Kondensatoren praktisch trennend und stellen bei einer Netzfrequenz von 50 Hz einen sehr großen Widerstand dar (siehe Punkt 2 im vorherigen Abschnitt). In diesem Design, im Kampf um die Reinheit der transformatorlosen Idee, gibt es überhaupt keine Transformatoren. Obwohl meiner Meinung nach ein Heiztransformator eingebaut werden könnte, sind die Abmessungen des Heiztransformators in jedem Fall nicht größer als ein Papierkondensator 10 μF x 400 V, über den die Heizspannung in [4] bereitgestellt wird. Am Eingang des Verstärkers erfolgt die Entkopplung vom Netzwerk durch einen Kondensator von 1000 pF x 2 kV am Ausgang - durch Verbinden des gemeinsamen Kabels des Verstärkers mit dem Chassis über einen Kondensator von 2200 pF x 2 kV. Aufgrund des Fehlens von Ferrittransformatoren ist es möglich, einige der Probleme beim Anpassen und Übertragen hoher Leistung zu vermeiden. Wenn jedoch im Ausgangskreis bei einem Anodenlastwiderstand von mehreren hundert Ohm ein 2200 pF-Kondensator praktisch als Trennkondensator verwendet wird (sein Blindwiderstand bei einer Frequenz von 1,8 MHz beträgt 40 Ohm – weniger als 1/10 der Last). Widerstand), dann mit dem Eingangswiderstand des Verstärkers 50. Die Ohm-Kapazität des 1000 pF-Koppelkondensators ist klein (bei 1,8 MHz beträgt sein Widerstand 80 Ohm – fast das Doppelte des Eingangswiderstands RA). Es scheint, was für ein Problem es ist – es reicht aus, die Kapazität dieses Kondensators zu erhöhen. Aber nicht alles ist so einfach, mehr dazu im nächsten Abschnitt. Nochmal zur Abkopplung vom Netz Wir haben bereits über die galvanische Verbindung mit dem Netzwerk gesprochen. Aber neben galvanisch gibt es auch kapazitiv. Letztlich ist es egal, auf welchem Weg die Netzspannung in den RA-Körper gelangt. Zur weiteren Diskussion führen wir für jedes Gerät, das von einem Wechselstromnetz gespeist wird, einen solchen Parameter wie einen Leckstrom mit einer Frequenz von 50 Hz zwischen dem nicht geerdeten Gehäuse des Geräts und einer guten elektrischen Erde ein - IUT50. Zur Messung IUT50 Bauen Sie die in Abb. 3 gezeigte Schaltung zusammen.
Alle RA-Anschlüsse (Eingang, Ausgang, Steuerung) mit Ausnahme des Netzwerks sind mit dem Gehäuse kurzgeschlossen. Zwischen Verstärkergehäuse und Masse wird ein Widerstand Re = 30 kOhm geschaltet (der Wert ist recht willkürlich und entspricht ungefähr dem Widerstand des menschlichen Körpers). Der durch Re fließende Strom ist IUT50, und der Spannungsabfall an diesem Widerstand UUT50 entspricht der Spannung, die am Körper einer gut geerdeten Person anliegt (z. B. mit nassen nackten Füßen auf einem Metallboden stehend, Hi!), wenn sie den Körper eines nicht geerdeten RA berührt. Wählen Sie für die Richtigkeit der Messungen eine solche Position des Netzsteckers in der Steckdose, wenn IUT50 maximal. Natürlich muss das RA-Gehäuse während der realen Arbeit in der Luft geerdet werden, und zwar nicht so sehr aus Gründen der elektrischen Sicherheit, sondern für den normalen Betrieb der Antennen und den TVI-Ausschluss. Aber für eine korrekte Definition von IUT50 Wir nehmen bewusst den schlimmsten Fall – die fehlende Erdung des RA-Falls. Mal sehen, durch welche Ketten ich in den Körper eindringtUT50, und vergleichen Sie verschiedene Designs für diesen Indikator. 1. Bei einem konventionellen RA mit Leistungstransformator ist der Strom lUT50 fließt durch zwei Parallelkreise – durch einen der Eingangskondensatoren des Rauschunterdrückungsfilters (der mit der Phase verbunden ist, Abb. 2) und die Zwischenwicklungskapazität des Leistungstransformators. Letzteres wird normalerweise vernachlässigt und ist nicht sehr klein. Für einen Leistungstransformator mit Pgb = 1.6 kW (zur Stromversorgung eines RA auf einem GU74B) betrug diese Kapazität also 1200 pF (tnx EW1EA), für einen Transformator mit Pgab = 500 W (für einen RA auf drei GU50) etwa 500 pF . Für weitere Berechnungen ist es hilfreich zu wissen, dass ein 1000-pF-Kondensator, der zwischen die Phase und den Körper des PA geschaltet ist, I ergibtUT50\u0,06d XNUMX mA und dementsprechend UUT50\u1.8d XNUMX V. Aufgrund der Wicklungskapazität fließt also IUT50\u0,03d 0,08 ... 2 mA und aufgrund des Filterkondensators (Abb. 0,01) mit seinem Wert von 0,047 ... 0,6 μF - 2,8 ... XNUMX mA. General IUT50\u0,6d 0,29b ... XNUMX mA, was U entsprichtUT50\u19,8d 87..5 V. Dies sind ziemlich große Werte. Es überrascht jedoch niemanden, dass das ungeerdete Gehäuse eines Geräts mit einem Rauschfilter ziemlich "beißt". Im Industrietrafo-Netzteil B7-0,1 kommen übrigens XNUMX Mikrofarad Netzfilterkondensatoren zum Einsatz! Gleichzeitig ichUT50=6mA, ein UUT50=150V! Wer mit diesen Blöcken arbeitet, weiß, welche Art von elektrischem Schlag von seinem ungeerdeten Gehäuse empfangen werden kann. Fazit: Leistungsverstärker mit Leistungstransformator haben eine spürbare kapazitive Verbindung zum Netz, die in erster Linie durch den Kondensator des Netzentstörfilters und zweitens durch die Wicklungskapazität des Leistungstransformators bestimmt wird. 2. Ein Gerät mit Schaltnetzteil (z. B. ein Fernsehgerät) ist ebenfalls über einen Rauschfilterkondensator mit dem Netzwerk verbunden (Abb. 1). Wer das Vorhandensein einer solchen Verbindung überprüfen möchte, kann in einem abgedunkelten Raum eine Antenne mit externer Masse an einen Fernseher anschließen. Der Funke, der beim Anschließen zwischen Antennenstecker und TV-Buchse überspringt, dürfte überzeugen. Werte IUT50 und duUT50sind grundsätzlich die gleichen wie im vorigen Absatz. Die Wicklungskapazität des Ausgangs-Hochfrequenz-Ferrittransformators ist klein und kann vernachlässigt werden. 3. Wenden wir uns PA UA1FA [2] zu. Die Kapazität zwischen den Wicklungen der Eingangs- und Ausgangs-Ferrittransformatoren ist sehr klein. UUT50 vollständig durch die Netzfilterkondensatoren mit einer Kapazität von 0,022 uF bestimmt. ichUT50=1.3mA; UUT50\u40d XNUMX V. Wie Sie sehen können, sind die Parameter nicht schlechter als die eines herkömmlichen Transformators RA. 4. PA RV3LE [3]. Absolut vom Netz entkoppelt, IUT50 praktisch abwesend. Genau diese Schaltung hatte ich im Sinn, als ich in der Einleitung sagte, dass die Trennung vom Netz eines transformatorlosen RA noch besser sein kann als die eines transformatorischen. Die Kapazitäten der Ein- und Ausgangsübertrager sind sehr klein, ein Netzentstörfilter ist nicht vorhanden. Beim Einbau des Filters nach dem Schema von Abb. 2 IUT50 wird das gleiche sein wie in [2]. 5. In PA RA6LFQ [4] fließt I durch zwei Kondensatoren - Eingang 1000 pF und Ausgang 2200 pF. Gesamt 3300 pF, IUT50=0,2 mA und UUT50=6 V. Sehr gute Entkopplung, allerdings wurde bereits darauf hingewiesen, dass die Eingangskapazität von 1000 pF für eine Isolation im 50-Ohm-Eingangspfad klein ist. Wenn es auf die erforderlichen 0,015 ... 0,022 μF erhöht wird, steigt Iut50 auf 1 ... 1.3 mA und Uut50 auf 30 ... 40 V. Dies ist jedoch durchaus akzeptabel und entspricht jedem Transformator RA und Entwürfe [2,3, 4]. In dieser RA wird ein anderer Netzrauschfilter verwendet (Bild 1). Aufgrund des Vorhandenseins der Drosseln L2, L2 werden HF-Störungen, die von der RA in das Netzwerk kommen, sogar besser unterdrückt als der einfachste Filter in Abb. 4. Ein sehr wichtiger Vorteil des Filters in Abb. XNUMX ist der fehlende Kontakt mit dem Chassis, sodass er den Strom I nicht leitetUT50.
Bei übertragerlosen Ausführungen der PA sollten nur solche Entstörfilter verwendet werden. Stromversorgung des Anodenkreises Alle RA [1, 2, 3, 4] haben einen gemeinsamen Nachteil - die Verdoppelung der Netzspannung wird verwendet, um die Anode mit Strom zu versorgen. Dadurch reicht die resultierende Spannung von 580 ... 600 V nicht aus, um einen kräftigen Röhrenverstärker anzutreiben. Es ist notwendig, den Anodenstrom auf die Grenzpasswerte (und in den meisten Fällen weit darüber hinaus) zu "beschleunigen". Das Ergebnis ist eine verkürzte Lampenlebensdauer. Die erzielten Ausgangsleistungen sind jedoch nicht beeindruckend - 100...200 W (was bedeutet, dass PA[2] ohne große Überlastung funktioniert). Außerdem führt die niedrige Anodenspannung Ea zu einer geringen Leistungsverstärkung des Verstärkers, die bei konstanter Eingangsleistung Pin direkt proportional zu Ea ist. Im Allgemeinen muss Ea erhöht werden. Die Schlussfolgerung liegt nahe - wenn die Verdoppelung nicht ausreicht, muss die Netzspannung verdreifacht oder vervierfacht werden. Hier stoßen wir aber auf ein weiteres Vorurteil, Spannungsvervielfacher seien nur für kleine Ströme geeignet und hätten einen großen Innenwiderstand und dementsprechend einen großen Spannungsabfall („Drawdown“) unter Last. Der Autor dieses Artikels teilte diese Meinung lange Zeit, aber dann, buchstäblich auf dem Tisch, als er die in Abb. 5 gezeigte Schaltung zusammenbaute, erhielt er Ergebnisse, die das Gegenteil überzeugten. Es wurden Dioden D248B verwendet und für das erste Experiment sechs Kondensatoren K50-31 100,0 uF x 350 V.
Als Lastwiderstand wurden fünf in Reihe geschaltete 220 V/40 W Glühlampen verwendet. Unter diesen Bedingungen wurden die folgenden Parameter erhalten: - Leerlaufspannung Exx - 1220 V; - Spannung an der Last 200 W En - 1100 V; - Amplitude der Pulsationen bei einer Last von 200 W Upulse - 50 V. Diese. Der „Drawdown“ der Spannung beträgt nur 10 %, die Restwelligkeit 5 %. Das ist besser als viele Trafo-Netzteile. Wenn der gleiche Stromkreis mit fünf Lampen 220 V / 60 W En \u1050d 80 V und Upulse \u200d 300 V belastet wird. Auch sehr gute Parameter. Gleichzeitig hatte ein Netzteil mit 300 ... XNUMX W ein Gewicht von etwa XNUMX g! Im nächsten Experiment wurden mit den gleichen Dioden sechs Kondensatoren 220,0 uF x 350 V verwendet (von Fernsehnetzteilen). Die Last waren ebenfalls Glühlampen mit einer Gesamtleistung von 600 Watt. Exx hat sich natürlich nicht geändert, En=1100B, Upulse=65B. Somit ist es mit der Schaltung in Abb. 5 möglich, Netzteile für Ea = 1100 V mit einer Leistung von 200 ... 300 W (bei Verwendung von Kondensatoren 100,0 x 350 V), 500 ... 600 W (bei 220,0 x 350 C) und sogar 1000 ... 1200 W (bei 440,0 x 350 V - das heißt, jeder der sechs Kondensatoren besteht aus zwei 220,0 x 350 V). Solche Parameter ermöglichen die Verwendung solcher Netzteile mit vielen Lampen, sowohl in einer einzigen Verbindung als auch parallel: 3xGU50 bei la=0,4...0,5 A und Рout=250... ...300W; 4хГ811 bei Ia=0,6...0,65 A und Рout=300... ...350 W; 2(3) GI7B bei Ia=0,6...0,7 (0,9...1)A und Pout=400(600)W. Im Allgemeinen können Sie die entsprechende Option auswählen, wenn Sie dies wünschen. Übrigens verwendet RA [5] einen 500-V-Wechselspannungsverdreifacher (aus der Sekundärwicklung eines Leistungstransformators), um eine Anodenspannung von 2100 V zu erhalten. Die Verwendung von Spannungsvervielfachern ist also gängige Praxis. Oft wird die Frage gestellt: "Wie kommt es, dass die gepolten Elektrolytkondensatoren C1, C2 direkt an das Wechselstromnetz angeschlossen werden? An sie wird eine Wechselspannung angelegt, ein Wechselstrom durchfließt sie und sie werden explodieren!". Nein, das wird nicht passieren. An C1 und C2 liegt keine Wechselspannung an, weil Netzwerkschaltungen - VD2-C1 und Netzwerk - VD3-C2 sind gewöhnliche Halbwellengleichrichter, daher wird weder an C1 noch an C2 eine Spannung mit umgekehrter Polarität angelegt. Wenn Sie ein Oszilloskop direkt an C1 (oder C2) anschließen, sehen Sie eine konstante Spannung von 300 V mit einer Welligkeitsamplitude von 15 ... 20 V. Wechselstrom (und erheblich - bis zu mehreren Ampere) fließt natürlich bis C1 und C2, aber dies sind Passport-Modus. Erinnern Sie sich daran, dass bei vielen transistorisierten ULFs am Ausgang ein trennender Elektrolytkondensator von beträchtlicher Kapazität vorhanden ist, durch den ein NF-Wechselstrom in den Lautsprecher fließt, der in leistungsstarken Verstärkern in Ampere gemessen wird. Trafolos, vervierfacht Unter Berücksichtigung aller oben genannten Punkte wird ein transformatorloser Leistungsverstärker mit Vervierfachung der Netzspannung vorgeschlagen, dessen etwas vereinfachtes Diagramm in Abb. 6 dargestellt ist. Beispielsweise ist eine Triode dargestellt, die nach einer Schaltung mit einem gemeinsamen Gitter angeschlossen ist, was jedoch überhaupt nicht wichtig ist – es kann sich um eine Tetrode, eine Pentode oder eine Schaltung mit einer gemeinsamen Kathode handeln (die Schirmspannung kann leicht sein). erhalten durch einen Stabilisator, der an den Mittelpunkt der Ausgangskondensatoren des Vervierfachers angeschlossen ist – die Spannung an diesem Punkt beträgt + 600 V relativ zur Kathode).
Folgende Merkmale sind grundlegend in der Schaltung in Abb. 6: - Anodenspannung - 1200... 1100 V (vierfache Netzspannung); - Eingangssignalversorgung - über einen Breitband-Ferrit-Transformator (SHPT); - Zuführung des Ausgangssignals zum P-Kreis - über zwei Isolationskondensatoren C1 und C2 von je 2000 pF x 2 kV. Es ist praktisch, das Eingangssignal über den SPT anzulegen, weil: - Im Gegensatz zu [4], wo ein Entkopplungskondensator verwendet wird, ist die Wicklungskapazität des SHPT extrem klein und trägt daher nicht zum Strom I beiUT50; - ShPT arbeitet mit konstanter Last ohne Reaktivität - Eingangsimpedanz RA; - ShPT ersetzt die Kathodendrossel und kann auch (durch Ändern der Windungszahl, dh des Übersetzungsverhältnisses) verwendet werden, um die Eingangsimpedanz des Verstärkers an den Treiber anzupassen. Das HF-Signal von der Lampe zur P-Schleife wird durch zwei Trennkondensatoren geleitet: C1 trennt Ea vom heißen Ende der P-Schleife, und C2 sorgt für eine Entkopplung über das 50-Hz-Netzwerk und schließt die gemeinsame Lampenelektrode (in diesem Fall Gitter). Fall) mit dem Verstärkerchassis. Diese Methode der Signalübertragung (ohne den in [2,3] verwendeten Ferrittransformator) ermöglicht es Ihnen, jede Leistung weiterzugeben, mit reaktiven Lasten zu arbeiten und Blockaden im Frequenzgang des Ausgangskreises zu beseitigen. Wie in allen vorherigen Abbildungen sind in Abb. 6 die galvanisch mit dem Netz verbundenen Stromkreise mit dicken Linien und die vom Netz entkoppelten mit normaler Dicke dargestellt. Die Schaltung in Abb. 6 kann auch als leicht modifiziertes Schaltnetzteil betrachtet werden. Tatsächlich sind der Gleichrichter und der Hochfrequenzgenerator (Lampe) direkt mit der Netzspannung verbunden. Nur ist es in diesem Fall kein Selbstoszillator, sondern ein Generator mit externer Erregung durch den Eingang SPT (in alten Büchern zur Übertragungstechnik wurden Leistungsverstärker so genannt - Generatoren mit externer Erregung). Das Ausgangssignal des Generators wird nicht wie bei einem Schaltnetzteil über einen Ferrittransformator abgenommen, sondern über die Kondensatoren C1, C2. Eine solche Entscheidung ist durchaus logisch, da die niedrigste Frequenz des Generators (1,8 MHz) mehr als 30000-mal höher ist als die Netzfrequenz und die Widerstände der Kondensatoren C1, C2 bei diesen Frequenzen sich um denselben Faktor unterscheiden. Ein weiterer Unterschied zwischen der Schaltung in Fig. 6 und einem herkömmlichen Schaltnetzteil besteht darin, dass der Generator nicht in einem Schlüssel-, sondern in einem linearen (Hüllkurven-) Modus arbeitet, sodass die Effizienz der Umwandlung der Netzspannung in ein HF-Signal (in anderen Mit anderen Worten, der Wirkungsgrad des Verstärkers) beträgt nicht 85% ... 90% und 55 ... 60%. Der Ausgang enthält eine herkömmliche P-Schleife. Der Leckstrom des Netzwerks zum Fall für die Schaltung in Abb. 6 (bei Verwendung des Rauschfilters gemäß der Schaltung in Abb. 4) wird nur durch den Kondensator C2 bestimmt und ist IUT50=0,12 mA, während UUT50= 3,6 V. Das ist besser als viele Trafo-RAs. Einige Anforderungen für Schaltungsdetails. Dioden müssen für Uobr>600 V und einen mittleren Strom von mindestens 4Ia_max ausgelegt sein. Der zulässige Stoßstrom der Überlastdioden sollte das 2- bis 3-fache betragen. KD202R, D248B sind gut geeignet. Stromversorgungskondensatoren müssen >350 V sein, ihre Kapazität muss mindestens 100 uF pro 250 mA Anodenstrom betragen. Die Kapazitäten C1 und C2 sind so gewählt, dass ihre Reaktanz bei der niedrigsten Betriebsfrequenz weniger als 1/10 Roe der P-Schleife wäre. Für Roe > 500 Ohm reichen C1 und C2 von 2000 pF. Die Spannung an C1 und C2 überschreitet 900 V nicht, aber da sie elektrische Sicherheit bieten, ist es sinnvoll, sie mit einem großen Spielraum zu nehmen - um 2 kV oder mehr. Aus sicherheitstechnischer Sicht sind die Anforderungen an die Durchbruchspannung C1 und C2 die gleichen wie bei einem konventionellen Leistungstransformator für die Durchbruchspannung zwischen Netz- und Sekundärwicklung. Die Kathoden- und Gitterkreise können ein Potential von bis zu 900 V in Bezug auf das Chassis haben (falls geerdet). Dementsprechend sollten die Isolierung dieser Stromkreise, die Isolierung zwischen den Wicklungen des Eingangs-shPT (es reicht aus, den MGTF 0,5-Draht zu verwenden) und die Isolierung zwischen den Wicklungen des Glühtransformators (jeder einheitliche VT ist geeignet) für diesen Wert berechnet werden. Wir wenden uns nun der Beschreibung praktischer Schemata zu. Ausgangsstufe des Transceivers Abbildung 7 zeigt ein schematisches Diagramm des Endverstärkers des Transceivers mit einer Ausgangsleistung von 100 ... 200 W. Beeilen Sie sich nicht, skeptisch zu grinsen und zu argumentieren, dass Transistor-PAs seit langem verwendet werden, um eine solche Leistung zu erzielen, und ein Aufruf, zu Lampen zurückzukehren, ist hier abgedruckt. Erstens weiß der Autor von der Existenz des Transistors RA. Er hat sie selbst entwickelt und einige Jahre genutzt. Zweitens vergleichen wir einen typischen Push-Pull-Transistor RA mit einer Ausgangsleistung von 100 W mit einer Lampe RA gleicher Leistung (Abb. 7) in Bezug auf die Hauptparameter.
1. Zuverlässigkeit. Hier ist die Tube RA konkurrenzlos. Wie oft gibt es Transistoren mit Ppac = 350 W und Widerstand gegen zehnfache Impulsüberlastung? Und für GI7B sind das typische Parameter. Über Arbeiten an einer Last mit hohem SWR und Beständigkeit gegen statische Aufladungen an der Antenne muss nicht gesprochen werden - die Röhre RA benötigt praktisch keine Schutzsysteme. 2. Leistungsübertragungskoeffizient. Ungefähr gleich für beide Schemata - etwa 10. 3. Koordination mit der Ladung. Die P-Schleife am Ausgang der Lampe RA sorgt für Koordination mit nahezu jeder Last. In einem Transistor RA müssen Sie zu diesem Zweck nach dem Ausgangstiefpassfilter ein separates Anpassungsgerät verwenden. 4. Abmessungen. Ein Transistor (sogar ein Paar in einer Push-Pull-Kaskade) ist natürlich kleiner als eine Lampe. Wenn Sie sie jedoch auf einem Heizkörper installieren, verschwindet dieser Unterschied. Tatsache ist, dass der Lampenstrahler eine Temperatur von 140...150°C haben kann, für Transistoren ist eine so hohe Temperatur jedoch nicht akzeptabel. Tatsächlich ist die vom Strahler an die Umgebung abgegebene Leistung direkt proportional sowohl zur Fläche des Strahlers als auch zum Temperaturunterschied zwischen ihm und der Umgebung. Daher gibt ein stärker erhitzter Lampenstrahler Wärme effizienter ab, und um die gleiche Leistung abzuleiten, muss der Strahler für Transistoren größer sein als der Anodenstrahler der Lampe. 5. Effizienz. Auf den ersten Blick sollte die Lampe verlieren – die Leistung im Glühfadenkreis geht nutzlos verloren, und für GI7B ist das viel – 25 W. Aber lasst uns rechnen. Der Wirkungsgrad eines Push-Pull-Transistors RA beträgt bestenfalls 40 % (sowohl nach Angaben aus [6] als auch aus praktischen Messungen der Parameter importierter Transceiver). Für eine Lampe RA beträgt unter Berücksichtigung der Verluste im P-Kreis der Wirkungsgrad im Anodenkreis 50...60 %, d. h. Bei Pout = 100 W beträgt Rout 180...200 W. Selbst wenn wir 25 W entlang des Filamentkreises hinzufügen, beträgt der Gesamtwirkungsgrad 45 %...50 %, d. h. höher als der des Transistors RA. 6. Preis. Wenn Sie eine Lampe und Transistoren zu Fabrikpreisen kaufen, kostet die Lampe natürlich mehr. Aber wenn wir uns praktisch den Preisen des Radiomarktes zuwenden, dann ist ein Paar leistungsstarker Hochfrequenztransistoren nicht billiger, aber höchstwahrscheinlich teurer als eine Lampe. 7. Gewicht. Was den Verstärker selbst betrifft, gilt hier alles, was in Abschnitt 4 zu den Abmessungen gesagt wurde. Das Netzteil für einen Transistor RA muss mehr als 250 W Ausgangsleistung liefern, die Gesamtleistung seines Leistungstransformators (einschließlich Verluste im Stabilisator) muss mindestens 300 W betragen. Im Allgemeinen beträgt das Gewicht eines solchen Blocks mehr als kg. Das Gewicht des Netzteils (Netzfilter + Quad + Glühtrafo) der in Abb. 7 gezeigten Endstufe beträgt knapp über 1 kg. Bei volltransistorisierten Transceivern (einschließlich importierter, insbesondere alter Modelle ohne eingebauten Tuner) ergibt sich eine ziemlich paradoxe Situation. Der Transceiver selbst ist klein, leicht und schön. Um jedoch an echten Antennen in der Luft zu arbeiten, müssen ein Antennentuner und ein Netzteil in der Nähe platziert werden (doppelt so groß wie der Transceiver selbst in Gewicht und Größe). In dieser Hinsicht erfordert der in Fig. 7 gezeigte RA keine zusätzlichen Geräte – er enthält sowohl eine Stromversorgung als auch eine Antennenanpassungsschaltung. Kommen wir nun zum Schaltplan (Abb. 7). Dioden VD1 ... VD4 und Elektrolytkondensatoren C3 ... C8 - Netzspannungsvervierfacher. C1, L1, C2 - Netzwerkrauschfilter. Der Dreistellungsschalter S1 und der Strombegrenzungswiderstand R1 sind Elemente eines zweistufigen Systems zum Einschalten und Reduzieren des Einschaltstroms beim Einschalten. T1 ist ein frecher Transformator. C9 - Hochfrequenzblockierung der Anodenstromquelle. C12, C13 - Teilen durch HF und Entkoppeln durch das Netzwerk. Ldr - Anodendrossel. VD5 liefert den anfänglichen Lampen-Offset. C10, C11 - Sperrung auf HF.T2- Eingangstrenntransformator. C14, C15, C16, L3, L4 sind die üblichen Elemente der Ausgangs-P-Schleife. Das Schalten von RX-TX für die Lampe ist nicht vorgesehen, der Anfangsstrom beträgt 5 ... 10 mA und die Verlustleistung an der Anode in Pausen und im Empfangsmodus ist gering - 6 ... 11 W. Wenn Sie die Lampe im Empfangsmodus sperren müssen, reicht es aus, einen 5-kΩ-Widerstand (oder eine D100-Zenerdiode mit beliebigem Buchstabenindex) in Reihe mit VD817 zu schalten und ihn beim Umschalten auf Senden mit den RX / TX-Relaiskontakten zu schließen. Детали C1, C2 - Typ K73-17 für eine Spannung von mindestens 400 V, C3...C8- K50-31.K50.27, K50-29 (Kondensatoren vom Typ K50-35 sollten aufgrund ihrer Größe besser nicht verwendet werden geringe Zuverlässigkeit); C9, C12, C13 – KSO-11, K15-U1 für eine Spannung von mindestens 2 kV und C12 und C13 für eine Blindleistung von mindestens Ausgangsleistung PA; C10, C11-KM-5 oder ähnlich; S15, S17 – K15-U1 für Blindleistung, die nicht weniger als das Zehnfache der Ausgangsleistung des RA beträgt; C10 - eingebauter KPE von Transistorempfängern. C16 wird aus einem Standard-KPI mit 14x2/12 pF hergestellt, indem die Rotor- und Statorplatten durch eins verdünnt werden und anschließend die Statorabschnitte durch erneutes Löten ihrer Befestigung an der Basis des KPI ausgerichtet werden. L495 ist eine Rauschfilterdrossel, die 1x2 Windungen Netzwerkkabel auf einem Ferritring der Güteklasse 20NN geeigneter Größe enthält. Die Bauformen der Anodendrossel L-dr und der Spulen der P-Schleife L3, L4 sind mehrfach in der Literatur beschrieben worden [7,8]. T1 - jeder mit guter Isolierung zwischen den Wicklungen, zum Beispiel aus der TN-Serie, reicht aus. Der T2-Kern besteht aus zwei benachbarten Ferritrohren, die jeweils aus drei Ringen 400NN K10x5x5 zusammengeklebt sind. Die mit der Lampe verbundenen Wicklungen enthalten 2x4 Windungen MGTF 0,5-Draht. Die Anzahl der Windungen und die Auslegung der Primärwicklung T2 hängen von der Art des Treibers und seiner Ausgangsimpedanz ab. Wenn die Primärwicklung 4 Windungen enthält, beträgt Rin 100 Ohm; wenn 2, dann Rin - 25 Ohm. Die Primärwicklung des Autors enthält 1 + 1 Windungen MGTF 0,5-Draht und ist mit ihren Ausgängen direkt mit den Kollektoren der Treibertransistoren verbunden, und die Treiberversorgungsspannung wird an den mittleren Ausgang angelegt. Ich betone noch einmal, dass die Primärwicklung T2 gut isoliert sein muss. Wenn ALC eingeführt werden muss, kann das Signal von der zusätzlichen Wicklung entfernt werden, indem es um T2 gewickelt wird, wie dies beim RA3AO-Transceiver der Fall ist. Design Details der P-Schleife befinden sich auf der Vorderseite des Transceivers. Dahinter befindet sich eine horizontale Lampe. Der Ausgangsraum (Lampenanode, C12, Ldr, U-Schleife) ist durch einen geerdeten U-förmigen Schirm getrennt. Die Lampe wird mit Fluorkunststoffvorsprüngen auf selbstschneidenden Schrauben am Anodenstrahler befestigt. Wenn die Lampe ausgetauscht werden muss, wird sie vom Anodenstrahler abgeschraubt, der "ein für alle Mal" befestigt ist. In den U-förmigen Schirm wurde ein Loch mit einem Durchmesser von 6 ... 8 mm größer als der Durchmesser des Ausgangs des Lampengitters gemacht (um ein Schließen des Gitters am Körper zu vermeiden). Auf den Gitterausgang wird eine 70 x 70 mm große Duraluminiumplatte gelegt, die vom Chassis isoliert ist. Durch vier Fluorkunststoff-Abstandshalter wird die Platte an der Rückseite des U-förmigen Bildschirms befestigt. Zwischen dieser Platte und dem Schirm ist ein Kondensator C13 angeordnet. Hinter der Lampe (nahe der Rückwand) steckt ein frecher T1-Trafo. C10, C11 sind an den Anschlüssen der Lampe und T1 angebracht. Der Transformator T2 befindet sich auf der Halterung unter dem Ausgang der Lampenkathode. Alle Teile der Stromversorgung, einschließlich R1 und VD5 (mit einem kleinen Kühlkörper), sind auf einer separaten Glasfaserplatine untergebracht. Die Platine muss so positioniert werden, dass die Heizung C3 ... C8 von der VL1-Lampe ausgeschlossen wird. Bei einem dichten Layout kann es erforderlich sein, thermische Bildschirme zu installieren, beispielsweise aus dünnem Asbest, das auf Glasfaser geklebt ist. Ergebnisse In dieser Schaltung „schwingt“ die Lampe problemlos auf den Strom Ia=200...250 mA an Pin=8...12 W (2xKT913V). Mit einem stärkeren Treiber können Sie Ia = 0,38 ... 0,4 A erhalten. Für den Transceiver wird jedoch empfohlen, den Strom auf Ia = 200 mA und dementsprechend Pout = 100 W zu begrenzen. Mit dieser Leistung kann die Lampe auch bei kontinuierlicher Strahlung (z. B. FM) ohne Blasen arbeiten - es stellt sich ein sehr komfortabler Transceiver heraus, der den Lüfter nicht direkt vor dem Bediener "heult". Darüber hinaus reicht die Leistung von 100 W aus, um nahezu jede RA „aufzubauen“, sowie für die tägliche Arbeit in der Luft. Wenn Sie den RA nach dem Schema von Abb. 7 als externen verwenden, ergibt sich bei Pin = 40 W Ia = 0,38 ... 0,4 A und Pout = 190 ... 220 W (natürlich bei Verwendung von Forced Kühlung der Anode). RA auf drei GU50 Weit verbreitet unter Funkamateuren der GUS-RA auf drei GU50-Lampen bei Ea = 1100 V, es stellt sich heraus, dass es überhaupt keinen Leistungstransformator benötigt! Der Schaltplan stimmt praktisch mit dem in Fig. 7 gezeigten überein, es ist nur erforderlich, die Leistung R1 auf 5 ... 10 W, die Kapazitäten C3 ... C8 auf 220 Mikrofarad zu erhöhen, und die Kathodenschaltung sollte entsprechend ausgeführt werden mit Abb. 8.
Transformator T2 hat eine gleiche Anzahl von Windungen in der Primär- und Sekundärwicklung. Wenn T2 wie im vorherigen Abschnitt beschrieben aufgebaut ist, sollte er drei Windungen in jeder Wicklung enthalten. In dieser Ausführung kann T2 auch wie folgt auf einen Ferritring 400 ... 600 NN mit einem Außendurchmesser von 20 ... 32 mm mit einem dünnen Koaxialkabel gewickelt werden, um 8 ... 12 Windungen zu wickeln Das Kabel bildet die Sekundärwicklung und das Geflecht die Primärwicklung. Natürlich können Sie T2 mit einem verdrillten MGTF-Drahtpaar wickeln. Vergessen Sie auf keinen Fall die Qualität der Isolierung der T2-Wicklungen. RA auf zwei (drei) GI7B Das Diagramm stimmt praktisch mit dem Diagramm in Abb. 7 überein. Die Unterschiede sind wie folgt: Die Kapazitäten C3...C8 für zwei Lampen sollten 330 μF betragen (für drei - 470 μF oder 2x220 μF); die Nennleistung von R1 sollte auf 180...240 Ohm reduziert und seine Leistung auf 10...20 W erhöht werden; anstelle von VD5 sollte ein Transistoranalogon einer leistungsstarken Zenerdiode eingebaut werden (Abb. 9).
VT1 muss auf einem vom Gehäuse isolierten Kühlkörper installiert werden und eine Verlustleistung von 15 W (für drei Lampen - 25 W) zulassen. T2 hat in allen Wicklungen die gleiche Windungszahl. Bei der Auswahl eines Kerns für T2 sollte berücksichtigt werden, dass die Gleichkomponente des Lampenkathodenstroms den Kern vorspannt. Der P-Kreis muss für Roe = 800..900 Ohm (bei drei Lampen - 500 ... 600 Ohm) ausgelegt werden. Bei zwei Lampen bei Pin=45...50 W erreicht der Anodenstrom 0,75...0,8A (Pout=400 W). Bei drei Lampen bei Pin=70...75 W erreicht der Anodenstrom 1...1,1 A (Pout=600 W). Design Das geerdete Hauptchassis befindet sich horizontal etwa 50 bis 60 mm von der Unterseite entfernt. Am Einbauort der Lampen wird ein quadratisches Loch von 14 x 14 cm in das Chassis ausgestanzt Die Lampen werden senkrecht eingebaut und mit Klammern am Gitterauslass auf einer quadratischen Platte von 16 x 16 cm (ca. Maße, stückzahlabhängig) befestigt von Lampen und deren Anordnung). Diese Platte mit daran befestigten Lampen wird über dem Loch im Chassis installiert und daran durch isolierende Fluorkunststoffdichtungen befestigt. C13 wird zwischen der Platte und dem Chassis installiert. Im Falle einer Selbsterregung oder eines instabilen Betriebs ist es besser, PA C13 in Form eines Satzes mehrerer Kondensatoren (mit einer Gesamtkapazität von 2000 pF) herzustellen und diese mit Lampen um den Umfang der Platte herum anzuordnen. Das Anblasen der Lampen erfolgt mittels Luftabsaugung wie folgt: Es werden Ventilatoren (entsprechend der Anzahl der Lampen) ausgewählt, deren Durchmesser gleich oder etwas größer als der Durchmesser der Anodenstrahler ist; die Ventilatoren werden an der oberen Abdeckung des RA (Löcher) befestigt sind für sie geschnitten) genau gegenüber den Lampen. Zylindrische Luftkanäle werden aus 2-3 Schichten Glasfaser aufgerollt (Sie müssen ein Stück geeigneter Größe schichten). Um ein Abwickeln zu vermeiden, sind die Enden des Fiberglases mit Metallklammern vernäht. Der obere Durchmesser des Luftkanals muss genau dem Außendurchmesser des Lüfters entsprechen, der untere muss dem Durchmesser der Anode der Lampe entsprechen (wenn sie sich unterscheiden, wird der Luftkanal konisch). Dadurch passen die Luftkanäle beim Absenken des Deckels exakt auf die Anoden. Abschluss Transformatorlose RAs sind also nicht gefährlicher als Verstärker mit Leistungstransformator. Um Anodenspannungen von 600 ... 1100 V zu erhalten, wird überhaupt kein Leistungstransformator benötigt.Die Komplikation beim Umschalten auf transformatorlose Leistung ist minimal, und die Notwendigkeit, einige der Teile vom Chassis zu isolieren, dürfte Kurzwellen nicht erschrecken - dort Gleichartige Teile gibt es in einem Trafo-Leistungsverstärker mit hoher Anodenspannung mehr als genug. Ist ein trafoloser RA wirklich so gut, dass er keine Mängel hat. Natürlich hat es (wie jedes andere Gerät). Hier sind einige: - Anpassungsschwierigkeiten. Wenn Sie den Lampenmodus messen oder die Signale der netznahen Stromkreise mit einem Oszilloskop untersuchen möchten, müssen Sie einen 1:1-Netztrenntransformator verwenden. Für eine bewährte, ausgearbeitete Schaltung mit ausreichender Qualifikation eines Funkamateurs ist dies jedoch nicht erforderlich; - Verwendung von Elektrolytkondensatoren. In 10-12 Jahren müssen sie möglicherweise ersetzt werden. In anderen Angelegenheiten schämen sich Unternehmen, die RA-Leistungsverstärker herstellen, nicht dafür - in der überwiegenden Mehrheit der industriellen RAs werden Elektrolytkondensatoren verwendet; - transformatorloser Leistungsverstärker kann nur mit Wechselstrom betrieben werden; - Um hohe Ausgangsleistungen (1 kW oder mehr) zu erzielen, reicht eine Anodenspannung von 1,1 kV nicht aus.Wenn Sie jedoch eine Lampe verwenden, die Ia> 2 A liefert (z. B. GS3B), können Sie versuchen, eine solche zu erzeugen Gerät. Der Autor hat diese Option noch nicht getestet. Fragen und Antworten 1. Hängt die Sicherheit des Stromkreises von der "Polarität" des Steckers im Netzwerk ab? Nein, tut es nicht. Die Trennung vom Netz ist in jeder Stellung des Steckers gegeben. Die Unterschiede bestehen nur in der Größe des Stroms IUT50. Wenn die "Null" des Netzwerks gemäß dem Diagramm (Abb. 7 in N2 / 99) mit der unteren Ader des Netzwerks verbunden ist, liegt das Minus des Gleichrichters (Lampengitter) unter einem konstanten Potenzial von 600 V relativ zum Gehäuse, und ichUT50=0. Wenn an diesem Draht eine "Phase" vorhanden ist, liegt am Minus des Gleichrichters (Lampengitter) ein Potenzial an, das mit einer Frequenz von 600 Hz zwischen 900 und 50 V variiert. Die variable Komponente dieses Potentials durch C13 (2000 pF x 2 kV) verursacht den Fluss von IUT50 etwa 120 uA. In diesem Fall beträgt UUT50 nur wenige Volt. 2. Was passiert, wenn der RA-Fall nicht oder schlecht geerdet ist? In Bezug auf Sicherheit und Betrieb der RA ändert sich nichts, aber es kann zu Problemen mit Antennen und TVI kommen. (Wir erinnern Sie noch einmal an das obligatorische Vorhandensein eines Erdungssystems bei einer Amateurfunkstation. Anm. d. Red.) 3. Über die Kapazität der Kondensatoren des Spannungsvierfachs. Die minimal erforderliche Kapazität jedes der sechs Messkondensatoren kann wie folgt geschätzt werden – seine Kapazität in Mikrofarad sollte gleich der Ausgangsleistung des RA in Watt sein. In diesem Fall beträgt der "Abzug" der Anodenquelle unter Last ungefähr 100 ... 120 V. Natürlich können größere Kondensatoren verwendet werden, der "Abzug" ist geringer. 4. Kann statt einer Vervierfachung auch ein höherer Vervielfachungsgrad der Netzspannung verwendet werden? Theoretisch ja, praktisch macht es wenig Sinn. Tatsache ist, dass Hochspannungs-Elektrolytkondensatoren mit hoher Kapazität nicht sehr verbreitet sind und wenn Sie Batterien von Kondensatoren mit niedriger Kapazität mit einer Betriebsspannung von 350 ... 450 V sammeln, wächst ihre Anzahl überproportional schnell. zum Vervierfachen - sechs solcher Kondensatoren, zum Getriebe - 350, zum Erhöhen - 17 (!). Bei einer solchen Anzahl von Kondensatoren geht der Hauptvorteil dieses RA verloren - geringes Gewicht und geringe Abmessungen. 5. Einige importierte Lichtmaschinen liefern nicht 220 V, sondern 110 ... 120 V. Was ist in diesem Fall zu tun? Wenn Sie eine Reihe von Geräten für die Feldarbeit herstellen, ist es natürlich nicht sehr praktisch, einen 110x220-V-Spartransformator mit sich zu führen. Es gibt zwei Möglichkeiten. Erstens: Lassen Sie die RA-Schaltung unverändert und begnügen Sie sich mit einer Anodenspannung von 600 V. Zweitens bauen Sie einen Spannungsmultiplikator um 8 zusammen, wie in Abb. 1 dieses Artikels gezeigt. Das Ergebnis ist eine Spannung von 1,1 kV bei einem Laststrom von 1,2 ... 0,35 A (ЗхGU0,4). Ich stelle fest, dass, wenn der Generator 50 V Wechselspannung erzeugt, die Kondensatoren C120 und C1 (jeweils zwei K2-50) mit einer Spannung nahe der Grenze arbeiten. Der Stromkreis kann einfach umverdrahtet werden, um als Vierer aus einem 7-V-Netz zu arbeiten.Dazu genügt es, vier Stromkreise mit einem Schalter zu unterbrechen (Unterbrechungspunkte sind in Abb. 220 mit einem Kreuz gekennzeichnet).
6. Warum ist die RA in Abb. 7, liefert keine 200 W an die Last? Leider habe ich mich nicht genau ausgedrückt. Das Netzteil RA in der genannten Schaltung ist nur für 100 W Ausgangsleistung ausgelegt. 7. Wie erhalte ich das ALC-Signal, wenn ich ein transformatorloses Netzteil verwende? Leider sind die herkömmlichen Methoden zum Erhalten eines ALC-Signals (durch Gitterstrom, durch Gitterspannungsamplitude) in diesem Fall nicht anwendbar – die Lampe ist galvanisch mit dem Netzwerk verbunden. Es kann nur das Signal an der Wicklung des Eingangstransformators überwacht werden. Nun, wir sollten nicht vergessen, dass jede RA nicht "übergepumpt" werden sollte. 8. Über Lampenbetriebsmodus und RX/TX-Umschaltung. Die in Abb. 7 (in N2 / 99) angegebene Vorspannungs-Zenerdiode D816A liefert nicht in jeder Instanz von GI7B einen ausreichenden Anfangsstrom. Es kann erforderlich sein, sie beispielsweise durch D815Zh zu ersetzen. Die Kontakte des RX/TX-Relais, das den Lampenbetriebsmodus umschaltet, stehen (wie der gesamte Kathodenkreis) unter einem Potential von bis zu 900 V gegenüber dem Gehäuse. Zum Schalten ist ein Relais erforderlich, das 900 V zwischen Kontaktgruppe und Wicklung sowie zwischen Kontaktgruppe und Relaisgehäuse aushält. Reed-Relais sind absolut ungeeignet - ihre Kontakte "kleben" sehr schnell. Die optische Isolierung löst dieses Problem grundlegend. Außerdem muss ein selbstgebauter Optokoppler verwendet werden, industriell integrierte sind nicht geeignet, weil. ihre zulässige Spannung zwischen Eingang und Ausgang überschreitet 500 V nicht, und in diesem Fall sind > 900 V erforderlich.Eine der möglichen Optionen ist in Abb. 2 dargestellt.
An den Transistoren VT2, VT3 ist ein einstellbares Analogon einer Zenerdiode montiert. Als Referenz dient die Stabilisierungsspannung VD2. Diese Spannung wird mit einem Teil der Ausgabe verglichen, die von dem Teiler R3, RP1, R4 genommen wird. Die Differenzspannung wird von VT2 verstärkt und steuert den leistungsstarken VT3. Wenn der Fotowiderstand RF1 von der LED VD1 beleuchtet wird, nimmt der Widerstand des Fotowiderstands stark ab und der Teiler R3, RP1 wird überbrückt, die R4-Transistoren VT2 und VT3 schließen. Die Ausgangsspannung steigt auf das Stabilisierungsniveau VD3 (47 V), das ein sicheres Schließen der Lampe beim Empfang gewährleistet. Beim Senden erlischt VD1, überbrückt von einem offenen Transistor VT1, der Widerstand von RF1 steigt auf mehrere hundert Kiloohm und beeinflusst praktisch nicht mehr den Betrieb der Schaltung. Die Spannung am Ausgang der Schaltung sinkt auf den von RP1 eingestellten Pegel (mit den in Abb. 2 angegebenen Nennwerten R3, RP1, R4, VD2 wird sie von 11 bis 18 V geregelt). VD3 - Schutz-Zenerdiode. Um die Verlustleistung von VT3 (es ist an einem kleinen Kühler installiert) zu reduzieren, ist in seinem Kollektor ein leistungsstarker Widerstand installiert. Die dynamische Ausgangsimpedanz der Schaltung beträgt weniger als 1 Ohm. Fotowiderstand RF1 und LED VD1 sind in einem schwarzen Rohr (Koaxialkabelmantel) im Abstand von 2 .. 3 mm zueinander platziert. Die in Abb. 2 gezeigte Schaltung ist für den Betrieb in der Kathode einer Lampe ausgelegt (Imax = 0,35 A). Wenn ein höherer Maximalstrom erforderlich ist, muss anstelle von VT3 ein Verbundtransistor installiert werden, z. B. KT825, und der Wert und die Leistung von R7 basierend auf der Tatsache neu berechnet werden, dass beim maximalen Stabilisierungsstrom etwa 7% des Die Gesamtspannung sollte auf R75 fallen (in diesem Fall etwa 10 V). 9. Über Ungenauigkeiten in der Veröffentlichung In Abb. 8 (Nr. 2/99) sollten die Gitter der GU-50-Lampe nicht auf dem Körper liegen, sondern natürlich auf dem Minuskabel des Gleichrichters. Literatur
Autor: I. Goncharenko (EU1TT); Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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Kommentare zum Artikel: Alexander Sehr interessante Sachen. Vielen Dank an den Autor für die Arbeit! Alexander, US5LCW Gogh Ja geiler Verstärker!!! [hoch] Roman Danke an den Autor fürs Posten! Ich habe es mit Interesse gelesen! Früher hatte ich Angst, ein transformatorloses Netzteil zu verwenden. Ich habe einen Vierfachverstärker für drei GU-50 gelesen und zusammengebaut. Alles funktioniert super. Roman, R3WBK. 73!
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