Zabezpieczenie nadnapięciowe i nadprądowe DC- 12- 60V – 50 A
Zabezpieczenie można stosować w urządzeniach gdzie przekroczenie ustalonego napięcia i prądu należy szybko wyłączyć . Zakres przekroczenia napięcia ustawiamy pot. P3 – zakres od 6V do 60V -DC, natomiast zakres prądowy pot.P2 – zakres od 1 do 50A – DC. Szybkość zadziałania to około < 100 uS. Do pomiaru prądu wykorzystano spadek napięcia na rezystorze pin 5 – IS BTS50085 proporcjonalnego do obciążenia. Wyprowadzenie J1 można wykorzystać do podłączenia miernika 100uA lub LCD a do kalibracji służy potencjometr P1. Przycisk reset S1 nie musi być podłączony – jeżeli mamy możliwość wyłączenia zasilania, to po czasie układ samoczynnie się resetuje. Wyprowadzenie J2 służy do podłączenia diod LED 1 i 2 – które informują jakie zabezpieczenia zadziałało. Moduł w wersji 2 jest mniejszy bez wyprowadzenia pomiaru prądu.
Moduł w wersji 2
IC 7600 modyfikacja BPF, PRE AMP
DUC SDR – pomiar NPR (współczynnik mocy szumów)
TRACING GENERATOR do HP 8591E – 0,1 MHz – 1,8GHz
Bufor panoramy SDR
Zabezpieczenie stopnia mocy wzmacniacza tranzystorowego wraz z sequencerem. PA 144 MHz – 500W 2 x BLF278
Schemat blokowy PA 144 MHz – 500 W
schemat ideowy
Pomiar wejścia PA
SWR
Schemat sequencera
OPIS PA kontrol
Zabezpieczenia wzmacniacza mocy wykonano na układach analogowych
bez wykorzystania układu z procesorem . Moduł zabezpieczeń może
pracować samodzielnie lub współpracować np. z Arduino + wyświetlacz
LCD. Awaria prowadzi do wyłączenia wejścia RF,napięcia biasu, napięcia
zasilania Uz. Najbardziej na uszkodzenia tranzystorów mosfet narażona
jest bramka i dlatego szybkie wyłączenia wejścia i przekierowanie na
sztuczne obciążenie co można wykonać na diodach PIN może uchronić
tranzystor. Układy ALC w trscv działają z zwłoką czasową i nie są w
stanie skutecznie uchronić tranzystor .
– ochrona wzmacniacza przy przekroczeniu
mocy na wejściu PA- szybki przełącznik na PIN -diodach
– ochrona wzmacniacza przed przekroczeniem SWR
– ochrona wzmacniacza przy przekroczeniu ustalonej
– wartości prądu
– ochrona wzmacniacza przed podaniem wyższego napięcia Uz
– ochrona wzmacniacza przy przekroczeniu temperatury
– ochrona przed uszkodzeniem 1- z toru
wzmacniacza z sumatorem UNBAL
– współpraca zabezpieczenia z sequencerem
Układ zabezpieczenia wykonano na układzie BTS 50085-1TMA
I – prąd znamionowy 44 A, Uz – 24V – 60V
T off – 60 uS
R on – przy prądzie 20A – około 7 mῼ ( moc strat 2,8W)
Wykonano 2 identyczne tory do zastosowaniu przy wykonaniu
wzmacniacza z sumatorem.
Do pomiaru SWR należy zastosować układ np. tandem mach lub inny
mostek do pomiaru SWR na wyjściu LPF.
Do ustawienia progu prądu zadziałania zabezpieczeń służą p- rki
P8 – tor I1, P5 – tor I2.
Szybkie wyłączenie zapewniają komparatory TLC372 i przerzutnik
typu D – CD4013. Na wyjściu przerzutnika zastosowano diody LED3,4
informujące jakie zabezpieczenie zadziałało. Przywrócenie do pracy
następuje po zresetowaniu przyciskiem „ reset”. Pomiar prądu można
zrealizować wykorzystując wyprowadzenie pinu 5 (Is) który monitoruje
prąd układu BTS50085 gdzie poprzez wzmacniacz separujący z wyjścia
P 4,P3 można wykonać pomiar prądu analogowo. Dodatkowo można
wykorzystać układy ACS758 do współpracy z procesorem.
Pomiar przekroczenie dopuszczalnej mocy na wejściu wzmacniacza
jest realizowane na układzie AD8361. Zapewnia on pomiar U rms
który steruje szybkim komparatorem TLC372 ( jego próg zadziałania
ustalamy P1). Skuteczną ochronę wejścia wzmacniacza zapewnia
przełącznik na diodach PIN D4, D5, który przełącza wejście na rezystor
R12- 150om – czas przełączenia < 10uS. Sygnalizacja >Pinp, SWR diody
LED1,2. Kontrolę przekroczenia ustalonej temperatury dopuszczalnej
zrealizowano za pomocą termistora TH a próg zadziałania zab. ustawiamy
p – rkiem P7, sygnalizacja dioda LED6.Wejscie U balans lub > Uz –
ustawiamy p-rkiem P6, sygnalizacja dioda LED5.
Regulator wentylatora realizują układy LM317, LM358 – istnieje
możliwość wyboru napięcia zasilania wentylatora 12V lub24V.
Zasilanie modułu napięciem 12V zrealizowano stosując układ DC-DC
TPS54360 – napięcie dopuszczalne 65V, I- 3,5A, effektywnosć 94%
output ripple voltage Vout p- p 20mV przy I – 2A . Dla zasilania
przekaźników, wentylatorów napięciem 24 V zastosowano układ
LM317H ( z podwyższonym napięciem ).Wymiar PCB 121 x 118 mm.
Sequencer
Pełne zabezpieczenie wzmacniacza mocy powinno być zrealizowano
przez sequencer który zapewnia przełączanie przekaźników wejściowego,
wyjściowego, U biasu, PTT. Sequencer zrealizowałem wg pomysłu
W6PQL w którym wykorzystuję poczwórny wzm. operacyjny LM224.
Dodatkowo zastosowano układ do sterowania PIN- switcha i napięcia
Ubias z możliwością podania ujemnego napięcia ( szybsze rozładowanie
U- biasu ) przy OFF – PTT, oraz możliwość przełączenia punktu pracy z
kl AB do B. Czas przełączania sequencera regulujemy p-rkiem P1.
Praca przełączania torów jest sygnalizowane diodami LED1,2,3,4,
Wymiar PCB 78 x 54 mm.
Układ zabezpieczenia może pracować niezależnie – dodając do niego
pomiary prądu, napięcia, SWR, moc na wyjściu np. stosując linijkę
diodową LED, miernik wychyłowy, Arduino z LCD itp.
Diody sygnalizacyjne LED zadziałania zabezpieczeń można wyprowadzić
na płytę czołową wzmacniacza służą do tego gniazda na PCB.
Jako diody PIN do częstotliwości 50MHz można zastosować 1N4007
(wersja SMD – S1M,M7).
Schemat PA kontrol
