Fonte de alimentação de alta potência sem transformador para um transmissor amador. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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A ideia tentadora de se livrar de um transformador de potência grande e muito pesado na fonte de alimentação de um amplificador de potência de transmissor há muito intriga os rádios amadores. Essa ideia é especialmente atraente para participantes de expedições de rádio, onde cada quilograma extra de equipamento parece uma corcunda.

Projetos de fontes de alimentação sem transformador foram publicados em várias publicações de rádio amador dos últimos anos. Mas estes, via de regra, eram dispositivos de potência relativamente baixa, projetados para alimentar transmissores com potência de 100...400 W, além de exigirem proteção contra a inclusão “errada” do plugue de alimentação na tomada.

O uso de modernos capacitores eletrolíticos de pequeno porte torna possível projetar e fabricar uma poderosa fonte de alimentação de alta tensão de pequeno tamanho e peso. A versão proposta da fonte de alimentação é projetada para um amplificador de potência usando uma lâmpada GU-43B, conectada de acordo com um circuito catódico comum com potência de saída de 1,5 kW (fornecido - 3 kW). Utilizando o acendimento da lâmpada de acordo com um circuito catódico comum, com um determinado circuito de alimentação, o sinal de entrada para a rede de controle é fornecido através de um transformador de RF e nada mais.

Se o sinal for simplesmente fornecido através de um capacitor, devido ao fato do circuito de saída do driver estar conectado galvanicamente ao seu invólucro, o componente alternado da rede de alimentação de 50 Hz alcançará a rede. Além disso, isso levará à interrupção da operação do amplificador de potência. Mas num circuito de rede comum, onde a rede de controle está conectada ao cátodo, este problema não surge. Algumas características do diagrama de circuito de tal amplificador de potência com fonte de alimentação sem transformador são mostradas na Fig. 6.5.

O método de ligação acima não requer proteção adicional contra conexão “errada” à rede (rotação acidental do plugue de alimentação, quando “fase” e “zero” podem ser confundidos), porque Não há ligação galvânica entre os circuitos de potência e a carcaça (isso não é permitido em multiplicadores de onda completa!). Porém, deve ser lembrado mais uma vez que esta fonte de alimentação produz alta tensão que é perigosa à vida.

De acordo com os regulamentos de segurança, a caixa do rádio deve estar conectada de forma confiável a um aterramento de trabalho. Para segurança pessoal e de terceiros, o trabalho com fontes de alimentação de alta tensão deve ser realizado com muito cuidado e somente por rádios amadores experientes e treinados. Esta fonte de alimentação é um retificador-multiplicador de tensão dez vezes sem transformador.

Com uma tensão de alimentação CA de 230 V, a tensão de saída constante é de 32...40 V sem carga e 3000 V com carga de 1 A. A potência consumida pela carga é de 3 kW. Durante o teste, um conjunto de resistores potentes com resistência total de 3 kOhm e potência total de 3 kW foi usado como carga. Essa energia pode ser consumida da fonte de alimentação por um longo tempo sem medo de superaquecer suas peças (por exemplo, trabalhando no modo FM). Ao operar no modo SSB ou CW, a queda de tensão de alimentação é significativamente menor e depende do fator de pico do sinal SSB ou do ciclo de trabalho das mensagens telegráficas. O peso total da fonte de alimentação é de 5,8 kg, o que é significativamente menor que o peso de uma unidade transformadora semelhante.

O circuito multiplicador é simétrico, de onda completa (Fig. 6.6).

Cada braço fornece uma multiplicação quíntupla da tensão da rede. Para evitar problemas, a tensão de operação dos capacitores utilizados deve ser selecionada com margem suficiente. Cada capacitor, exceto C1 e C1', consiste em seis capacitores em conexão série-paralelo, desviados por resistores (Fig. 6.7).

Todos os capacitores que compõem a capacitância de coleta têm 470 µF cada. Os resistores shunt têm dois watts e 220 kOhm cada. Os diodos retificadores são projetados para uma tensão reversa de pelo menos 800 V e uma corrente operacional de pelo menos 7 A.

A fonte de alimentação é ligada (ver Fig. 6.6) em duas etapas. Primeiro, a tensão da rede é fornecida através de um resistor limitador de 50 watts e 200 Ohm e, após 5...10 segundos, é fechada pelos contatos do relé K1.1 ou interruptores manuais ou interruptores de alternância. O relé é ligado por um circuito simples de travamento automático que cria o atraso necessário (não mostrado no diagrama). O desligamento pode ser feito na ordem inversa ou imediatamente. A tensão da rede é fornecida através de um fusível ou disjuntor com corrente de operação de 15 A. Para proteção contra alguns imprevistos, por exemplo, quebra interna de uma lâmpada, etc., são instalados fusíveis de alta tensão de 2 A entre a alimentação a alimentação e os fusíveis de carga e limitação são constantemente ligados em resistores de 50 watts de 20...30 ohms.

Todos os capacitores, exceto C1 e C1', diodos e resistores shunt são colocados em duas placas de circuito impresso feitas de folha de fibra de vidro, com 2 mm de espessura. Além disso, cada braço do multiplicador é montado em uma placa separada. Na Fig. 6.8 mostra uma das placas, na outra, a mesma placa, está localizada a polaridade reversa dos capacitores e diodos.

O tamanho de cada placa é 240x170 mm. Os caminhos condutores nas placas são duplicados (soldados) com um fio trançado grosso. Os capacitores eletrolíticos, a partir dos quais C2...C5 (C2'...C5') são montados, são usados ​​em 470 μF, 400 V. Eles têm um diâmetro externo de 35 mm e uma altura de 50 mm. As placas são conectadas entre si por meio de racks de cerâmica montados internamente. No chassi do amplificador, a unidade capacitiva é montada em uma placa isolante feita de fluoroplástico espesso.

Os capacitores C1 e C1' 3300 µF, 400 V devem ser bem isolados do invólucro e instalados separadamente. (Lembre-se de que você está lidando com uma alta tensão de 3000 V - aqui o isolamento de alta qualidade é importante acima de tudo!). Em amplificadores de potência, a ligação galvânica entre os circuitos de alimentação e a caixa é estritamente proibida.

Autor: Semyan A.P.

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