Коротковолновый 400-ваттный усилитель мощности для диапазонов 17...160 метров
Михаэль Флейшмэн (DL1OBU)
Коротковолновый 400-ваттный усилитель мощности для диапазонов 17...160 метров на дешевых MOSFET транзисторах требует не более 10 Вт раскачки для получения на четырех нижних диапазонах Рвых.=400 Вт и на 20 и 17 метрах - не менее 200 Вт. Сердцем усилителя, построенного по двухтактной схеме (рис.1), являются четыре MOSFET транзистора типа IRF740 или IRF730.
Puc.1.
Т.к. от этих транзисторов практически невозможно получить хороший коэффициент усиления на частотах выше 15...20 МГц, автор применил несколько корректирующих частотозависимых цепей для «выравнивания» АЧХ на верхних диапазонах. Прежде всего, это частота-зависимая ООС в цепях истоков - четыре сопротивления по 0,1 Ома (медный провод длиной 4 см и диаметром 0,4 мм), зашунтированные конденсаторами по 0,22 мкФ. Вторая цепь - последовательно с затворами включены резисторы по 27 Ом, зашунтированные конденсаторами по 1 нФ. И третья цепь: параллельно первичной обмотке TR-1 включен конденсатор на 70 пФ - в результате образуется «паразитный» резонанс на верхних частотах и увеличивается напряжение раскачки на затворах транзисторов. На выходе усилителя установлен ФНЧ с частотой среза 22,5 МГц, что позволяет, кроме подавления высших гармоник, при работе и на 21 МГц добиться выходной мощности около 150 Вт. После ФНЧ сигнал поступает в антенну через рефлектометр (см. схему на рис.2).
Puc.2.
Сигнал прямой волны FWD с него подается на вольтметр «HF-meter» для контроля уровня выходной мощности. Сигнал отраженной волны REFL используется для отключения усилителя при КСВ>1,5 с помощью тиристора THY (C101D), который шунтирует питание реле RL (12V). Его контакты RLK1 и RLK2 при этом организуют «обход» ВЧ сигнала с трансивера и его подачу непосредственно в антенну.
Блок питания усилителя обеспечивает 40 В постоянного напряжения при токе 16...18 А. В цепи первичной обмотки сетевого трансформатора установлен токоограничивающий термистор NTC 5 Ом. Питание каскадов управления и формирования напряжения смещения осуществляется от двухступенчатого стабилизатора на ZD 37V и интегральном стабилизаторе 7812 на 12 В. Смещение 3,8 В на затворах выходных транзисторов устанавливается с помощью LM317 и потенциометра 1 кОм. Термистор NTC 2,5 кОм или любой маломощный германиевый п-р-п транзистор, укрепленный на радиаторе рядом с MOSFET транзисторами, обеспечивает термостабилизацию их рабочей точки.
Управление усилителем может осуществляться от сигнала РТТ трансивера. При этом открывается BD244 и 12 В подается на каскад формирования смещения выходных транзисторов, срабатывает реле RL(12V), подключая сигнал раскачки на вход усилителя, а антенну - на выход. То же самое происходит при переводе переключателя в положение «VOX», когда при поступлении ВЧ сигнала раскачки на входной разъем открываются ВС549 и BD244, и усилитель включается в рабочий режим. Цепь из двух 1N4148 и потенциометра 5 кОм, подключенная к первичной обмотке входного ВЧ трансформатора, является датчиком системы отключения усилителя при «перекачке» входным сигналом.
(От редакции «РХ»: настраивать эту цепь необходимо очень осторожно, т.к. MOSFET транзисторы выходят из строя при размахе ВЧ напряжения на затворе более 20 В.) На термисторе NTC 2,5 кОм или германиевом транзисторе и ВС549, ВС337 собрана схема управления вентилятором охлаждения радиатора. Потенциометром 10 кОм устанавливают порог включения вентилятора при нагреве радиатора до 40 "С.
В статье также описан и вариант усилителя с выходной мощностью 250 Вт на двух IRF640. Его схема в основном аналогична 400-ваттному варианту и показана на рис.3.
Puc.3.
Конструктивно усилители состоят из двух блоков - источника питания с навесным монтажом и собственно усилителя, собранного на печатной плате (см., соответственно, рис.4 и 5 для РА 400 Вт). Индуктивности катушек ФНЧ и количество витков TR-1 и TR-2 указаны на схемах. TR-1 и TR-2 наматывают литцен-дратом или МГТФ диаметром 0,6 мм на бинокулярных сердечниках 264354002 фирмы Industrial Electronics (www.industel.com) или «набирают» из ферритовых колец 400...600НН внешним диаметром 14... 16 мм две трубки высотой 25...30 мм для TR-2, а для TR-1 -диаметром 10. ..12 мм две трубки высотой по 20 мм
Puc.4-5.
(«Funk" №9/2005, с.28-33 *).