Согласователь импеданса для РА повышенной мощности на одной катушке индуктивности

\р.л. конструкции\усилители мощности\...

Согласователь импеданса для РА повышенной мощности на одной катушке индуктивности

Lloyd Butler, VK5BR

Введение

Обычный согласователь импеданса несколько ограничен по мощности её значением порядка 100 Вт. Чтобы надёжно обеспечить согласование в большом диапазоне импедансов нагрузки во всех радиолюбительских диапазонах, обычно необходимо использовать КПЕ настройки с максимальной ёмкостью порядка 350 пФ. Такие конденсаторы с расстоянием между пластинами более 0,25 мм довольно трудно найти, а отсюда пробивное напряжение в них ограничено величиной примерно 1000 В (обычно, пробивной промежуток в воздушной среде оценивается как миллиметр на киловольт – UA9LAQ). Однако, в обиходе существуют конденсаторы, максимальная ёмкость которых составляет 200 пФ, а расстояние между пластинами – 0,5 мм, что обеспечит пробивное напряжение 2000 В и мощность, которую конденсатор выдержит, порядка 400 Вт.

Несколько лет назад я собрал однокатушечный согласователь, который выдерживает, по крайней мере, 400 Вт, с использованием двух трёхсекционных конденсаторов. Расстояние между пластинами у них составляет 0,5 мм, а максимальная ёмкость 200 пФ на секцию. В комбинации с несколькими конденсаторами постоянной ёмкости и переключателем достигается такой же диапазон согласования импедансов и диапазон рабочих частот, как у базовой схемы согласователя, но мощность – выше. Устройство работает и в диапазоне 1,8 МГц.

Схема

Рис. 1. Схема согласователя
Первичная обмотка – диаметр 57 мм, длина - 84 мм – 14 + 10 + 7 витков, считая сверху (по схеме). Вторичная обмотка – диаметр 67 мм, длина 24 мм – 4 витка (см. также журнал “Amateur Radio” (Австралия) за апрель 1993 г). Диапазон согласования нагрузок с 50 Ом на: 1,8 МГц – 10…100 Ом; 3,5-28 МГц – 10…2000 Ом.

Принципиальная схема согласователя импеданса показана на Рис. 1. Прецизионной деталью является катушка индуктивности, витки которой закреплены с помощью планок из высококачественного диэлектрика. Как было упомянуто выше, я подобрал для согласователя пару 3-секционных КПЕ с расстоянием между пластинами 0,5 мм. При таком расстоянии пробивное напряжение составляет порядка 2000 В, что позволяет безбедно работать при мощностях порядка 400 Вт PEP. Каждая секция КПЕ имеет ёмкость 15…200 пФ.

Если обратиться к кривым, опубликованным как-то мной в журнале “Amateur Radio”(Австралия), то очевидно, что максимальная ёмкость секции КПЕ 200 пФ - недостаточна в диапазоне 3,5 МГц и приходится включать вторую параллельно. С другой стороны: минимальная ёмкость двух секций КПЕ составляет 30 пФ, что много на диапазоне 28 МГц для последовательно включенного конденсатора и параллельного на диапазоне 7 МГц. Отсюда, секции КПЕ подключаются параллельно на диапазоне 3,5 МГц, а на более высокочастотных диапазонах отключаются. Это явилось платой за увеличение мощности устройства, при сохранении универсальности как по импедансам, так и по частотам.

Согласователь предусматривает работу и в диапазоне 1,8 МГц с сопротивлениями нагрузки 10…100 Ом. Не думаю, что у меня когда-либо появится антенна с сопротивлением излучения большим, чем 100 Ом и поэтому работа с более высокоомными нагрузками на этом диапазоне не предусматривалась (что потребовало бы чрезмерного увеличения индуктивности катушки, которая, в общем-то, мешает на более высоких частотах – UA9LAQ).

Переключатель Oak на три положения с керамическими платами (S1) обеспечивает выбор: 1,8, 3,5 или 7-28 МГц. На высокочастотных диапазонах подключены только по одной секции КПЕ. В диапазоне 3,5 МГц, параллельно входному конденсатору, подключается ещё одна секция и одна секция подключается параллельно полной катушке. В диапазоне 1,8 МГц, параллельно входному конденсатору подключается третья секция КПЕ и конденсатор постоянной ёмкости 400 пФ, конденсатор постоянной ёмкости 950 пФ подключается параллельно полной катушке. Конденсаторы постоянной ёмкости для диапазона 1,8 МГц должны иметь рабочее напряжение не ниже 750 В и их поиск может превратиться в проблему. Я нашёл их у себя среди старых деталей, включил параллельно, для обеспечения требуемой величины ёмкости. Конденсаторы рассчитаны на рабочее напряжение 2000 В, а это более, чем достаточно.

Включена в состав согласователя, но не показана на Рис. 1, последовательная переключаемая катушка индуктивностью 1,2 мкГн, которая вошла в более поздние разработки - Рис. 2.

Рис. 2. Подключаемая последовательная катушка индуктивности
 

Рис. 3. Устройство в сборе

Работа

Проведённые испытания подтвердили сделанные предварительные выводы, устройство работало прекрасно с имеющимися у меня антеннами на всех диапазонах. На диапазоне 14 МГц было обнаружено, что, в некоторых случаях, переключатель необходимо устанавливать в положение 3,5 МГц, так, чтобы в схеме оставалось две секции КПЕ. На 1,8 МГц, ток антенны для данной мощности передатчика был только незначительно меньше, чем с L-согласователем, который я обычно использую на этом диапазоне.

Максимальная мощность, разрешённая для любительских радиостанций в Австралии, составляет 400 Вт и устройство выносит их с честью, без искрений и дуг.

P.S. Найти хороший КПЕ для ГПД и РА стало проблемой, может кто поделится информацией, где КПЕ водятся?

Свободный перевод с английского с разрешения автора: Виктор Беседин (UA9LAQ)
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript г. Тюмень март, 2005 г

Глас народа 06.04.2005 12:58 de: EW1MM # Использую Антенный Тюнер с 90г., описав свою конструк...  --  ew1mm Игроь Под...
05.04.2005 21:47 Нормальное устройство.Но очень сложное.Использую лет 25 последо...  --  UT0IW Сергей...
04.04.2005 16:54 Что за мода бросаться камнями? UA9LAQ сделал хорошее дело - перев...  --  Blackbox
04.04.2005 14:58 F...ck ya stupid foreigners, читать надо больше, а не писать все ...  --  ua000
04.04.2005 13:43 Более подробно эта конструкция описана в статье с этого сайта про...  --  ua3xhx






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.