Automatická regulace chlazení elektronkového PA spolu s obvodem předpětí G1

Je obecně známou věcí, že keramické vysílací elektronky větších rozměrů v PA nejvíce trpí tím, že jsou při VKV závodech neobyčejně namáhány změnami teplot - při příjmu elektronka rychle chladne, při vysílání se zase prudce ohřívá. To způsobuje pnutí na styku kov - keramika, což má za výsledek po několika desítkách, či jednotkách stovek hodin provozu vznik mikroprasklinek, elektronka postupně ztrácí vakuum, uvnitř elektronky roste počet zionizovaných atomů, což jednoho dne vede k průrazu mezi anodou a druhou, či první mřížkou a obvykle následnému zničení elektronky. Proto je vhodné, aby anodový obvod elektronky byl mechanicky konstruován tak, aby měl nejen velkou teplotní kapacitu a byl tak schopen alespoň částečně stabilizovat výkyvy teploty výkonové elektronky, ale také musí být konstruován tak, aby teplotní dilatace anodového obvodu nemohla způsobovat "páčení" elektronky a tak další nadměrné namáhání jejích zátavů kov-keramika. 

(pro zvětšení obrázků na ně klikněte)

Jedním z pomocných, ale z hlediska ceny a spolehlivosti vysílací elektronky značně užitečným obvodem, je regulátor chlazení, který podle teploty chladicího vzduchu, ohřívaného radiátorem elektronky automaticky upravuje otáčky chladicího ventilátoru, zabraňuje tak podchlazení elektronky a napomáhá stabilizaci její teploty. Jednoduchý obvod, splňující tyto předpoklady je popsán v tomto příspěvku. Mimo výše popsané důvody takový obvod rovněž pomáhá k dosažení dobrých provozních výsledků soutěžní stanice, pokud by tato v pásmu 23 cm používala elektronkový PA, protože na tomto pásmu nám obvykle s ohledem na kapacity elektronky nezbývá nic jiného, než PA provozovat v režimu značně vysokého provozního Q, což vede k teplotním nestabilitám dosažitelného výstupního výkonu v závislosti na změnách mechanických rozměrů anodového obvodu, způsobené teplotní dilatací.  Ale použití regulátoru chlazeni je vhodné i u tranzistorových PA, protože snižuje průměrný hluk v operátorské místnosti, neboť chladicí ventilátor se v závislosti na teplotě okolí točí jen tak rychle, aby teplota chladicího radiátoru se právě udržovala na nastavené úrovni.
 


Jestliže jsem už přikročil k návrhu regulátoru chlazení, zvolil jsem značně primitivní zapojení, protože jednoduchá zapojení jsou také spolehlivá, a to je při VKV závodech neocenitelné. Regulační obvod byl doplněn jednoduchou indikací teploty pomocí trojbarevné LED, která indikuje stav, kdy je PA podchlazen (modá barva indikace), nebo je plus minus na provozní teplotě (zelená LED), či je PA přehřát (červená LED).  K vyhodnocení teplotního režimu jsou použity dva jednoduché komparátory.

Protože jsem v PA musel také někam vhodně umístit trimr na regulaci předpětí vysílací elektronky, našlo se místo na této desce plošného spoje společně s tranzistorem, který spíná relé aktivující elektronku do vysílacího režimu.

   

Na dalším obrázku je detail snímacího negativního termistoru (při teplotě 20°C má odpor cca 1500 Ohmů), umístěného mezi ventilátorem a výstupem chladicího vzduchu z dutiny PA, ohřátého anodovým radiátorem vysílací elektronky. Vhodné umístění snímacího termistoru je klíčové pro úspěšnou funkci regulátoru, protože tento termistor musí mít relativně malou teplotní setrvačnost, musí mít dobrou teplotní výměnu s teplotou proudu vzduchu a navíc nesmí být ovlivňován silným elektromagnetickým polem. Na obrázku je vyjmut přechod z pěnového polyuretanu, který těsní prostor mezi výstupní chladicí přírubou dutiny PA a ventilátorem (ten pochopitelně vzduch z dutiny PA "vytahuje" ven).

Chladicí ventilátor ani při příjmu zcela nestojí, protože musí přes termistor prohánět vzduch od chladicího radiátoru vysílací elektronky, aby se nepřerušila teplotní vazba mezi těmito dvěma díly. To je v popsaném zapojení řešeno druhým spínacím FETem a dvěma většími (cca s wattovou ztrátou) zenerovými diodami, jejichž napětí je nastaveno tak, aby se ventilátor pomalu otáčel, pokud je v PA "nastartováno" VN. V případě, že tento obvod použijeme pro chlazení tranzistorového PA, můžeme tyto zenerové diody a druhý spínací FET vypustit. V případě, že neseženete 24V ventilátor vhodných rozměrů, můžete použít i 12-ti voltový se sériově zapojeným odporem. V takovém případě však bude pravděpodobně zapotřebí chladit tranzistor T3.

Odporovým trimrem R9 nastavujeme klidový proud elektronky, R11 nastavuje teplotu, na kterou je PA regulován, R16 nastavuje indikační hranice.

Uvedený obrázek desky regulace chlazení je jen obrázkem vzorku, takže umístění a hodnoty některých součástek nemusí zcela odpovídat schematu zapojení a osazovacímu schematu. Nenechte se tedy tímto ilustračním obrázkem zmást. Elektrolytický kondenzátor, naletovaný na výstupních špičkách desky je ve schematu označen C20. Výkonový PNP tranzistor BDW84C zdroje předpětí je umístěn mimo desku regulátoru někde na vhodném místě šasi PA (neboť má kolektor spojen s kostrou PA).

Obvod regulace chlazení a předpětí má vazbu na další publikované obvody PA, a to časový řadič a VN zdroj PA.

V případě, že máte zájem o zhotovení desky plošného spoje, zkuste se obrátit sem. Pokud budete potřebovat obvody 40107, které jsou zde použity v trochu netypickém 8-mi pinovém provedení, tak jsou k dostání u firmy Nedis.

Na slyšenou na VKV.

OK1VPZ