УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ НА ЧЕТЫРЁХ ГУ-50

Усилитель мощности выполнен по схеме с заземлёнными сетками.

Питание анодных цепей, осуществляется умножением напряжения питающей сети на 3. Усилитель рассчитан на нагрузку 50 Ом.

Диапазон рабочих частот от 1,8 до 24 МГц.

Выходная мощность порядка 250…300 Вт.

Благодаря применению умножения сети, анодное напряжение получается 930 В, а габаритные размеры усилителя 330x167x310 мм. Очень компактная конструкция для такой мощности. При таком построении схемы УМ, блокировочные и разделительные конденсаторы, должны быть керамические на напряжение не менее 2 кВ. Такие конденсаторы ‘в ассортименте продаются на радиорынке.
Схема усилителя приведена на рис. 1.

На Входе УМ применяется фильтр Z1 для «размазывания» входного сопротивления усилителя в широком диапазоне частот, чтобы тюнер трансивера «понимал» что от него требуется, т.е.,КСВ по входу не превышает 2,5. Вход усилителя, гальванически развязан с сетью при помощи трансформатора TV1. Схема включения ламп с общими сетками, особенностей не имеет.

Антипаразитные резисторы R1-R6 номиналом 4,7 Ом мощностью 2 Вт, также выполняют функцию токоограничивающих, обеспечивающих небольшое авто смещение при бросках анодного тока.

Анодная цепь от корпуса развязана конденсаторами C11 и С12. Благодаря небольшой ёмкости этих конденсаторов, обеспечивается электробезопасность изделия.

Анодный дроссель состоит из двух индуктивностей, L5 и L6. L5 работает на частотах 14…24 МГц, а на частотах 1,8….10 МГц — L5 и L6, включённые последовательно. На выходе УМ используется П-контур. На диапазонах 1,8 и 3,5 МГц дополнительно подключаются катушки L9 и L10. Эти катушки индуктивности улучшают фильтрацию высших гармоник на НЧ диапазонах, и как следствйе, уменьшается ёмкость выходного конденсатора. Это .и было принято за основу, т.к. установить четырёх или пятисекционный конденсатор переменной ёмкости на выходе УМ, из-за малого габарита изделия, не представлялось возможным. Для коммутации антенны используются реле К1 и КЗ типа K1CK012W китайского производства, рассчитанные на ток коммутации до 16 А.

Аналогичные используются во всех фирменных трансиверах. Перевод УМ в режим передачи осуществляется путём замыкания контактами реле К2 резистора R7. Тип этого реле JZC-20F, ток коммутации до 10 А. Для контроля тока в антенне применяется прибор РА1.

Элементы С18, R13, VD1 находятся внутри корпуса трансформатора тока ТА1. В усилителе применён трансформатор тока от радиостанции Р-130.

Несколько слов о блоке питания. Поскольку ёмкости конденсаторов достаточно велики, чтобы не было большого броска тока в момент включения усилителя в сеть, применяется токоограничивающий резистор R1, см. схему на рис.2.

Чтобы максимально упростить процесс включения УМ, используется электронный ключ на транзисторах VT4
и VT5, который через 15. …20 секунд включает реле К1, и оно своими контактами закорачивает токоограничивающий резистор R1, после чего УМ готов к работе. Время подготовки усилителя к работе можно увеличить, (если в этом есть необходимость, например, ёмкости С6-С9 в блоке питания будут больше), для этого нужно увеличить С15 до 220 мкФ. Вместе с включением реле К1 открывается транзистор VT3 и подаёт питание на ключ РТТ, выполненный на транзисторах VT1, VT2. Этот ключ необходим для того, чтобы обеспечить минимальный ток через контакты реле находящегося в трансивере, которое включает внешний усилитель мощности на передачу. Напряжение на конденсаторе С14 должно быть порядка 14В.

Конструкция и детали.

Входной фильтр — пятизвенный, выполнен по описанию DL2KQ, вход 50 Ом, выход фильтра 75 Ом [4]’. Фильтр помещён в экран, и расположен на внешней стороне задней панели.

Трансформатор TV1 намотан на ферритовом кольце 400НН диаметром 30 мм и содержит 10 витков коаксиального кабеля 50 Ом. Ферритовое кольцо перед намоткой обрабатывается так, чтобы не было острых углов. Центральная жила кабеля через резисторы подключена к катодам ламп усилителя, а оплётка — через фильтр Z1 и контакты реле К1 при передаче — к выходу трансивера.

Антипаразитные дроссели L1, L2, L3, L4 намотаны на резисторах МЛТ-2 и содержат по 3 витка провода диаметром 1,0 мм. Катушка L7 -бескаркасная, внешний диаметр 25 мм, длина намотки 65 мм.

Провод посеребренный диаметром 3 мм, количество витков -14. Отводы от 6 и 10 витка, считая от горячего конца. Катушка L8 намотана на керамическом каркасе диаметром 50 мм с шагом 3 мм проводом диаметром 1,8 мм и содержит 25 витков. Последние 5 витков (у холодного конца) намотаны виток к вит-ку.

Отводы от 4, 8 и 15 витков, считая от анодов ламп. Катушки L9, L10 индуктивностью 5,5 мкГн каждая намотаны на керамических каркасах диаметром 20 мм и содержат по 20 витков, намотанных виток к витку проводом ПЭВ-0,8.

Переключатель диапазонов состоит из четырёх галет.

Галеты S1-1, S1-2 запараллелены и используются для коммутации выходного контура. Галета S1-3 подключает дополнительные конденсаторы на диапазонах 1,8 и 3,5 МГц, и эта же галета коммутирует анодный дроссель. И последняя S1-4 коммутирует катушки L9 и L10. В положении переключателя «21 МГц» усилитель настраивается и на диапазоне 24 МГц. Анодный дроссель состоит из двух катушек, намотанных проводом ПЭВ2-0,44до заполнения секций (см. рис.3).

Длина намотки дросселя L5 — 58 мм, а дросселя L6 — 70 мм. Между дросселями на щёчке просверливается углубление диаметром 2 мм, в которое вставляется луженый медный штырь (используется отрезок медного провода необходимого диаметра). Это нужно для получения отвода к С11. Точно так же изготовлены выводы у холодного и горячего концов дросселя. Каркас дросселя изготовлен из фторопласта.

Токовый трансформатор ТА1 — это промышленное изделие от радиостанции Р-130 (рис.4).

Чтобы расположить элементы С18, R13 и VD1 в корпусе трансформатора тока, необходимо заменить штатное ферритовое кольцо диаметром 20 мм кольцом 100НН типоразмером 10x5x5 мм, содержащим 12 витков провода ПЭЛШО диаметром 0,31 мм, равномерно намотанных по периметру кольца.

Поскольку трансформатор намотан на кольце меньшего диаметра, в появившемся пространстве легко помещаются элементы C18. R13 и VD1.

При закрытии крышки трансформатор и элементы выпрямителя находятся в экране. Напряжение с выпрямителя экранированным проводом через резистор R14 подаётся на прибор РА1. Резистор R14, необходимо подобрать (или установить переменный) по желаемому отклонению стрелки прибора.
Расположение элементов и монтаж усилителя видно на рис.5 и 6.

Блок питания и схема управления УМ смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита, толщиной 1,5 мм. Размер платы 145×100 мм. Дроссели L1…L6 выполнены на ферритовых кольцах 1000…2000НН размером 20x10x5 мм, намотаны проводом ПЭВ-2 диаметром 0,44 мм и содержат по 28 витков.

Перед намоткой ферритовые кольца обрабатываются, чтобы не было острых углов, и обматываются фторопластовой лентой (можно лакотканью).

Эти индуктивности необходимы для фильтрации ВЧ напряжения по цепям питания. Крепятся дроссели к печатной плате капроновыми стяжками (такие применяются для увязки кабелей). Тип реле К1 — импортный аналог РЭС-6. Можно применить любое реле, рассчитанное на ток коммутации 6. ..10 А, и напряжение срабатывания 12…14 В. Расположение деталей на плате показано на рис. 7.

Настройка.

Сначала нужно проверить работоспособность платы питания. Перед подачей на вход умножителя напряжения сети 220 В желательно подать напряжение 12…20 В переменного тока (от любого внешнего трансформатора, можно использовать трансформатор, подающий напряжение накала на лампы УМ) и произвести замеры напряжений на конденсаторах умножителя, в случае неравномерности напряжений необходимо произвести замену конденсатора. С8, С9 — можно -заменить одним конденсатором 150 мкФ на 450 В, и таким образом сэкономить деньги. Произведя предварительную проверку умножителя, можно подать на блок питания напряжение 220 В.

Напряжение на выходе умножителя должно быть порядка 950…980 В. Перед настройкой усилителя желательно подать напряжение накала -12,6 В на лампы ГУ-50 в течение нескольких часов. Седьмая ножка ламп не подключается к общему проводу во избежание прострелов. Как это ни банально, но при правильном монтаже усилитель работает без проблем! Ток покоя УМ — порядка 35…40 мА, при настроенном контуре — 550…600 мА.

Настраивается усилитель по максимуму тока в антенне по прибору РА1.
Лампы ГУ-50 не являются дефицитным радиоэлементом, не требуют принудительного охлаждения (если, конечно не раскачивать УМ до тока в 1 А). Такой УМ — это «тихоходное» изделие, не создающее дискомфорта при работе в эфире. Внешний вид усилителя показан на первой странице обложки.

Усилитель не разрабатывался для работы в диапазоне 28 МГц, т.к. мощности трансивера в 100 Вт на 28 МГц при хорошо настроенной антенне вполне достаточно для проведения связей со всей планетой. При большой выходной ёмкости четырёх ламп ГУ-50 (это порядка 40 пФ плюс ёмкость монтажа), выходная мощность усилителя получается около 170 Вт, т.е. прибавка не столь существенна, хотя, если есть желание, можно сделать отвод от 4 витка катушки L7 и использовать УМ на всех любительских диапазонах.
По электробезопасности этот усилитель ничем не уступает усилителю с трансформатором в блоке питания, а по таким параметрам как габаритные размеры и вес — выбор за УМ с бестрансформаторным питанием! Не буду повторяться, зайдите на сайт И. Гончаренко [3], где очень подробно описана конструкция усилителя на лампе ГИ-7Б.

Литература

Бунин С.Г. ЯйленкоЛ.П. Справочник радиолюбителя-коротковолновика.
Лаповок Я. С. Я строю KB радиостанцию.
Гончаренко И. Лёгкий и мощный РА. http:// www.dl2kq.de
Гончаренко И. Входной фильтр РА с ОС. http://www.dl2kq.de
Радиохбби 2/2009

УСИЛИТЕЛЬ НА 4xГУ-50 ДЛЯ КВ ДИАПАЗОНОВ

( Бестрансформаторное ПИТАНИЕ АНОДА )

У многих радиолюбителей ещё есть лампы ГУ-50. Ради эксперимента придумал собрать малогабаритный бестрансформаторный оконечный каскад. Как раз попалась прочесть статью DL2KQ в интернете про умножителей напряжений.

Для корпуса очень хорошо подошёл «ТРАНЗИСТОРНЫЙ УНЧ-50». Корпус как бы специально сделан для этого аппаратика. Его размеры: 300x145x250. Дополнительно пришлось поставить единственную перегородку на верхней части корпуса, всё остальное 1:1.

Так выглядел корпус

Схему для эксперимента взял с общими сетками, сигнал подаётся на катод. Конечно это не самое хорошее решение , но для испытаний подойдёт. Вот что получилось когда всё это перенёс на бумагу.

Схема усилителя

Общий рисунок PA

Практически получил вот эти параметры:

P in = 25-35ват. Диапазоны = 28, 21, 14, 7.0, 3.6 MГц . Aнод = 1200в. Ток покоя всех ламп 50-60mA. Рабочий ток 500-550 mA. при нагрузки 50 om . Умножитель напряжения держит 1200в в приделах 15-20в. Накал ламп ~12,6 в. Вес 7,5 килограмма.

ДЕТАЛИ:

Dr1- кольцо HM 2000 K25x12x6 2×8 w, ПЭЛШО 1,5 mm. Обмотки мотать симметрично по кольцу..

Dr2- кольцо HM 2000 К35x20x10 15-18 w проводом питания.

Dr3- Керамический круглый 15 mm длина 150мм. Провод 0,3mm ПЭЛ. Длина намотки 120 mm. В анодном конце намотка прогрессивная.

C1,C2 и C10 KСO-13 3000в -4000 в. !

TR1 — TH-42 Четыре обмотки по 6,8v 3A. 13в для реле, 12,6 для накала ламп

REL1 — Реле от УМ-3.

TR2 — магнитная антенна от приёмника диаметр 10 mm. Длина 100mm.

REL2 — RPV2/7

Марка HH600 . 12 витков RK75 4mm кабель. Оплётка первичная , жила

REL3 — SIEMENS контакты 2A

вторичная в цепи катода.

REL 4- РЭС 49 ( для индикации)

L1 3 w 3mm посеребрённый, D-30мм. Бескаркасная. Длина намотки 25 mm.

R5 — 2-5 ват.

L2 Каркас керамический 35мм. 8 w 2,5mm Посеребренный провод. Длина намотки 35mm.

C3 Зазор между пластинами 2mm.

отвод от 4 w (гор.конца). Шаг намотки 1мм.( от УМ-3 усилителя )

P1 керамический 2×5. Втарая часть L3 Твёрдая пластмасса 50mm . (Бутылка из под мультивитаминов hi…) 1,2mm

для подключения C26 на 80 m. эмалированный провод 15 w, Шаг намотки 1 мм ,длина намотки 25mm, атвод от 6 w

D2-D5 KД210В (гор.конца). Витки надо скрепить БФ-2 клеем.

Начало

Блок 220в —> 1200 в.

Подвал усилителя

Умножитель напряжения работает сразу. Если нет ошибок. После монтажа ещё проверьте . Ошибки дорого стоит… И НЕ ЗАБУДЬТЕ О ВЫСОКОМ НАПРЯЖЕНИИ 1200 В !!! ЕЁ ТРОГАТЬ РУКАМИ НЕ НАДО, ЕЁ МОЖНО ТОЛЬКО МЕРИТЬ ПРИБОРОМ…