Усилитель мощности на лампе ГК71 с общей сеткой (500-700Вт)
Усилитель мощности (УМ) выполнен на «старой» надежной лампе ГК71, с графитовым анодом, не требующей обдува. Принципиальная схема приведена на рис. 1.
Схема классическая с общей сеткой (ОС). Анодное напряжение - 3 кВ, напряжение экранной сетки - +50 В, напряжение накала - 22 В, в «Спящем режиме» - 11 В. Ток покоя - 100 мА. Мощность раскачки Рвх - 50-80 Вт.
Мощность, отдаваемая на эквивалент нагрузки 50 Ом Рвых = 500-700 Вт.
Особенностями данной схемы УМ является:
- введение схемы защиты от перегрузок по току и короткого замыкания (КЗ) и ведение «Спящего режима» в УМ;
- применение катодного резонансного контура для лучшего согласования с импортными трансиверами;
- оригинальная схема П-контура, позволяющая получать одинаковую выходную мощность на всех диапазонах.
Рис. 1. Принципиальная схема усилителя мощности на ГК71 с общей сеткой.
Питание УМ осуществляется от одного мощного трансформатора, выполненного на торе. Высокое анодное напряжение 2,5-3,0 кВ получаем по схеме удвоения напряжения, снимаемого с повышающей обмотки трансформатора.
При включении УМ напряжение сети 220 В, проходя через сетевой фильтр Lф, С42, С43, автомат защиты SA4, подается на первичную обмотку трансформатора через галогенную лампу HL1. Это обеспечивает «мягкое» включение и продлевает срок службы лампы VL1 ГК71 и других элементов УМ.
После заряда конденсаторов часть высокого напряжения, снимаемого с делителя R13-R18 и потенциометра R12, подается на схему автоматики, выполненную на транзисторе ?ТЗ. Если в схеме УМ нет КЗ, напряжения в норме, то ?ТЗ открывается, срабатывает реле Кб, замыкая своими контактами К6.1 галогенную лампу HL1.
Особенностью данной схемы автоматики является «малый гистерезис» срабатывания/отпускания Кб. Это обеспечивает надежную защиту УМ от перегрузок по току анода или КЗ во вторичных цепях, пробоя и КЗ в обмотках трансформатора, при которых ?ТЗ закрывается, Кб обесточивается и сетевая обмотка трансформатора подключается к сети через лампу HL1, предохраняя выход из строя элементов УМ.
В режиме ожидания на лампу ГК71 подается неполное напряжение накала 11В. Это обеспечивает малый нагрев лампы, УМ в целом и «Спящий режим» УМ. При переходе в «ТХ» подается полное напряжение накала 22 В на ГК71, и уже через 0,2-0,25 с УМ готов к работе на полную мощность, в чем несомненное преимущество ламп прямого накала ГК71, ГУ13, ГУ81.
Для полного согласования УМ с импортными трансиверами применяется «Катодный контур», настраиваемый в резонанс на каждом диапазоне, подключением конденсаторов к L1 с помощью реле К9-К13 на диапазонах 10-24 МГц.
Первоначально контур L1 настраивается на диапазоне 28 МГц конденсатором С21. На НЧ диапазонах 3,5 и 7 МГц для более полного согласования (из-за узкополосности катодного контура L1C) сигнал через контакты реле К7 подается на катодный трехобмоточный дроссель - Др1. При этом для исключения влияния L1 закорачивается по ВЧ конденсатором С14 через контакты К8.1.
КСВ по входу УМ не превышает 1,5 на всех диапазонах и хорошо согласовывается с любым импортным трансивером, даже без тюнера.
Выходной П-контур УМ переключается 3-х платным переключателем SA1. SA1.3 - коммутирует отводы катушек и подключает дополнительный конденсатор С23 к КПЕ С22 связь с антенной на диапазоне 3,5 МГц.
Переключатель SA1.2 закорачивает катушку 3,5 МГц. Переключатель SA1.1 коммутирует диапазонные реле. Если планируется диапазон 1,8 МГц, то необходимо добавить еще одно реле и задействовать 9-е положение на переключателе SA1.
На диапазоне 28 МГц работает катушка L4, которая находится непосредственно в цепи анода ГК71. Это позволило получить Рвых на 28 МГц такую же, как и на НЧ диапазонах. Др3 необходим для защиты выходных цепей УМ.
Управление «RX/ТХ» осуществляет схема на транзисторе VT1, которая питается от напряжения +24 В. При замыкании входа RX/TX разъема XS1 контакта 3 на корпус (ток 3-5 мА) открывается схема на транзисторе ?Т1, срабатывает реле КЗ и через контакты К3.1 напряжение +24 В подается на реле К1 и К2. Срабатывает реле К4, подавая через контакты К4.1 полное напряжение накала на ГК71.
Если включен переключатель SA3 «Накал», полное напряжение накала подается постоянно на лампу VL1. Это бывает необходимо при работе в TESTax. После заряда конденсатора С3 (через 0,15-0,2 с) сработает реле К5, что обеспечивает:
- корректную работу УМ;
- отсутствие подгорания контактов реле К1, К2.
Реле К5 контактами К5.1 замыкает цепь управляющей сетки лампы VL1 на корпус, открывая ее. Для осуществления режима «Обход» переключателем SA2 разрывается цепь питания +24 В схемы на ?Т1 переключения «RX/ТХ». На транзисторе ?Т2 выполнен регулируемый стабилизатор напряжения экранной сетки лампы VL1.
Потенциометром R4 устанавливают ток покоя VL1 в пределах 100- 120 мА. На микросхеме DA1 выполнен стабилизатор напряжения +24 В для питания реле и схемы автоматики. При перегрузках и КЗ по +24 В DA1 автоматически выключается, что также повышает надежность работы УМ в целом.
Конструкция усилителя мощности
УМ выполнен в корпусе системного блока компьютера, желательно старого образца 80-х годов - он из более толстой стали. Габариты 175x325x400 мм. Вертикальная перегородка и горизонтальные полки выполнены из стали толщиной 1,5-2 мм.
При интенсивной работе УМ желательно применение вентилятора, работающего при пониженном напряжении питания для уменьшения шума.
Детали и возможные замены
Трансформатор Т1 выполнен на железе от ЛАТР-8 10 А. Сетевая обмотка намотана проводом ПЭЛ 1,5 мм. Повышающая обмотка ПЭЛ 0,65-0,7 мм, напряжение 1,1-1,2 кВ. Накальная обмотка ПЭЛ 1,5 мм 11+11 В, остальные обмотки ПЕЛ 0,5-0,65 мм на напряжения 22 В и 50 В.
Автомат защиты SA4 типа ВА-47 на 10 А. Катодный дроссель Др1 намотан на ферритовом кольце К45х27х15 мм 2000НН в два провода 1,2- 1,5 мм и содержит 12 витков. Катушка связи имеет 7 витков провода МГТФ0,2 мм, равномерно распределенных между витками основной обмотки.
Катушка L1 катодного контура выполнена из медной трубки диаметром 5-6 мм. Внутри которой протянут провод в теплостойкой изоляции МГТФ, БПВЛ сечением не менее 1 мм2. Внешний диаметр катушки 27-30 мм, зазор между витками составляет 0,2-0,3 мм и содержит 8 витков, отвод от середины.
Катушка L2 диапазона 3,5-7 МГц выполнена на каркасе диаметром 40-45 мм и содержит 15+12 витков провода 1,5-2,0 мм. Первые 15 витков для диапазона 3,5 МГц намотаны виток к витку, а остальные 12 витков с шагом 2,5 мм.
Катушка L3 диапазона 10-21 МГц выполнена из медной трубки диаметром 5-6 мм и содержит 15-17 витков, внешний диаметр 50-55 мм.
Катушка L4 диапазона 28 МГц выполнена из медного провода диаметром 2,0-2,5 мм и содержит 5-6 витков, внешний диаметр катушки 25 мм.
Анодный дроссель Др2 намотан на каркасе из фторопласта диаметром 18-20 мм, длиной 180 мм, проводом ПЭЛШО 0,35 мм, виток к витку секциями 41+34+32+29+27+20+17+11 витков и последние 10 витков в разрядку с шагом 2 мм.
Др3 - намотка универсал проводом ПЭЛШО 0,2-0,3 мм 2-4 секции по 80-100 витков.
Сетевой фильтр Lф намотан на кольце К45х27х15 мм 2000НН в два провода диаметром 1 мм, с хорошей изоляцией типа МГТФ, виток к витку до заполнения.
Анодный КПЕ С24 от УВЧ-66. Одна секция, зазор 2,5-2,7 мм 15-100 пФ, подключен ко 2-му витку катушки L3. Конденсатор С23 - связь с антенной КПЕ 2-3 секции от старых радиоприемников с зазором 0,3-0,4 мм, 30-1200 пФ.
Реле К1 - РЭН-33, К2 - РЭН-34. Реле КЗ-К6 - малогабаритные импортные в пластмассовых корпусах 15x15x20 мм, ток коммутации 6-8 А, напряжение коммутации 127-220 В. Реле КЗ и Кб на рабочее напряжение 24 В, а реле К4 и К5 на рабочее напряжение 12 В. Реле К7-К13 - РЭС-10 параллельно обмоткам реле включены маломощные кремниевые диоды. На схеме диоды не показаны.
Транзисторы VТ1 - КТ835, КТ837. VТ2, VТ3 - КТ829А. DA1 - КР142ЕН-9 (Б, Д) или МС7824.
Источник: Вербицкий Л.И., Вербицкий М.Л. - Настольная книга радиолюбителя-коротковолновика. (ur5lak.qrz.ru).