Блок автоматики усилителя мощности "экстра" класса.
Н.Филенко (UA9XBI), ua9xbi@online.ru
Блок автоматики предназначен для использования в ламповых усилителях мощности КВ радиостанций. Наиболее желательно применять такой блок в усилителе "экстра" класса, где используются дорогостоящие лампы.
Конструктивно выполнен совместно с усилителем в одном корпусе, но может использоваться и в качестве дистанционного пульта управления.
Особенность блока автоматики в реализации полностью "кнопочного" управления усилителем. Блок автоматики выполняет следующие функции:
Соблюдение строгой последовательности подачи напряжений питания на усилитель мощности.
Задержку включения анодного напряжения до полного прогрева лампы.
Индикацию всех режимов работы, включая режим "выключить".
Снятие анодного напряжения при превышении тока анода или экранной сетки больше допустимых на время более 0.5 сек.
Соблюдение строгой последовательности снятия напряжений питания при выключении усилителя.
Автоматическое выключение усилителя по заданной программе(снимаются напряжения анода, накала, обеспечивается продувка лампы в течении 4-5 минут и затем выключается охлаждение).
Возможность экстренного включения анодного напряжения.
Аналогичные возможности предоставляет автоматика радиостанции Р-140
В блоке автоматики использованы реле, применяемые в военной и авиационной технике, что обеспечило высокую надежность работы.
Принцип работы.
Включение усилителя:
В исходном состоянии напряжение 220 вольт не подается ни в одну цепь, поскольку все реле обесточены. При кратковременном нажатии на Кн1 напряжение 220 В через контакты кнопки подаются на трансформатор Тр1. Напряжение вторичной обмотки, выпрямленное двухполупериодным выпрямителем, через контакты Р4/1 подается на Р1. Р1 сработав блокирует цепь питания Тр1. Одновременно 220 В подается на систему (вентилятор) охлаждения.Л1 сигнализирует о подаче питания на автоматику и охлаждение.
Включение накала:
При нажатии на Кн4 напряжение +27В подается через н.з.к. Р3/1 и н.з.к. Кн3 на реле Р5,которое самоблокируется контактами Р5/1. Одновременно контакты Р5/2 подают питание на накальный трансформатор. Параллельно реле Р5 включена Л3 которая сигнализирует о включении накала. В эту же цепь через н.з.к. Р8/1 включено реле времени Р7,которое начинает отсчет времени одновременно с включением накала.
Подготовка к включению анодных напряжений:
По истечении установленного интервала 3-5 минут, сработает реле времени Р7. Своими контактами Р7/1 оно подает питание на Р8,которое самоблокируется контактами Р8/2 и снимает питание с реле времени Р7(контактами Р8/1). При срабатывании Р8 ,контактами Р8/3 готовится цепь включения анодного напряжения. Л4 сигнализирует о готовности усилителя к включению анодного напряжения. В случае необходимости время на прогрев усилителя может быть сокращено нажатием Кн8(экстренное включение),при этом на реле Р8 питание подается в обход реле времени. ВКЛЮЧЕНИЕ НЕПРОГРЕТОГО УСИЛИТЕЛЯ МОЖЕТ ПРИВЕСТИ К ПРЕЖДЕВРЕМЕННОМУ ВЫХОДУ ЛАМПЫ УСИЛИТЕЛЯ ИЗ СТРОЯ.
Включение анодного напряжения:
При включенном накале +27 В через н.з.к. Кн6, Кн7 (блокировка),контакты реле Р8/3(сработавшего после прогрева лампы),контакты датчиков тока ДТ1 и ДТ2 подаются на Кн5,при нажатии которой срабатывает реле Р6. Реле Р6 самоблокируется контактами Р6/1 и контактами Р6/2 подает 220 В на трансформатор анодных напряжений. Усилитель полностью включен!
Превышение тока анода или экранной сетки:
Во время работы усилителя может возникнуть ситуация когда ток анода или экранной сетки превысят свои значения. При этом сработают датчики тока ДТ1 или ДТ2. Если это произошло на время не более 0,5 сек то за счет заряда конденсатора С3 реле Р6 будет удерживаться в рабочем состоянии. Если превышение тока продолжалось более 0,5 сек. реле Р6 отпустит и снимет напряжение с анодного трансформатора. Включить анодное напряжение можно повторным нажатием Кн5.
Выключение анодного или накального напряжения:
При снятии крышки(кожуха) усилителя или при нажатии кнопки Кн6,снимается напряжение с реле Р6,которое обесточивается и снимает напряжение с анодного трансформатора. При нажатии кнопки Кн3 полностью обесточиваются Р5,Р6 и Р8,в результате будет снято напряжение 220 В с анодного и накального трансформаторов. В любом из этих случаев питание с устройства охлаждения не снимается.
Полное выключение:
При нажатии Кн2 будет подано питание на Р2 и Р3. Р3 сработав, контактами Р3/1 снимет питание с цепей анода и накала и самоблокируется. Л2 будет сигнализировать о режиме полного выключения. Система охлаждения продолжает работать. Через 4-5 минут сработает реле времени Р2 и контактами Р2/1 включит реле Р4. Реле Р4 контактами Р4/1 разомкнет цепь питания Р1,а Р1 разомкнет цепь питания Тр1. После разряда конденсатора С1 все реле будут обесточены и установится исходное состояние.
Дистанционное управление:
Для реализации дистанционного управления возможно дублирование кнопок и лампочек в пульте дистанционного управления или выполнения блока автоматики в виде дистанционного блока управления. В последнем случае блок автоматики соединяют с усилителем проводами необходимого сечения (цепи 220 накал, анод, охлаждение и цепь датчиков тока).
Датчики тока используются типа УТ-01-1,5(анодный),УТ-01-0,05(экранный), Можно изготовить датчики из герконов, подобрав к ним катушки по необходимому току срабатывания. Возможно применение готовых герконовых реле, в этом случае их обмотки шунтируются необходимыми резисторами.
Затраты на постройку такого блока окупаются более комфортной работой, увеличением долговечности радиоламп.
Применять реле более целесообразно, чем другие элементы, так как большие ВЧ токи в усилителях не выводят реле из строя, чего нельзя сказать о полупроводниковых приборах.
Применять указанные типы реле не обязательно, поскольку можно выбрать и другие, самое главное - не превышать допустимые токи через контакты.
Кнопки применяемые в блоке управления -любые, на ток не менее 0,2 А Кнопка Кн1 на ток 0.5 А при напряжении не ниже 300 в.
АВТОМАТ ВКЛЮЧЕНИЯ ВЕНТИЛЯТОРА ОБДУВА
Если теплоотводы выходных транзисторов или микросхем усилителя мощности ЗЧ, например, или радиостанции, не справляются с отводом тепла, обычно применяют вентиляторы для их дополнительного обдува. Во многих случаях эту задачу решают так называемые "кулеры" — вентиляторы для охлаждения процессоров в компьютерах. Они имеют малые габариты, достаточно экономичны и рассчитаны на многочасовую работу в непрерывном режиме.
Однако держать их все время включенными не имеет смысла. Поэтому желательно изготовить автомат включения вентилятора во время наибольшего потребления энергии, например,при переходе радиостанции в режим передачи. Но это тоже не обеспечивает надежного охлаждения, поскольку вентилятор будет использоваться только во время работы на передачу. Выход из положения — включать вентилятор в случае, когда температура теплоотвода превысит заранее установленное значение, и выключать, когда она вернется к норме.
Эту функцию выполняет устройство (рис. 1), собранное на мощном операционном усилителе (ОУ) К157УД1. Эта микросхема служит компаратором напряжения, что обеспечивает точный и стабильный порог включения и выключения автомата. а сравнительно большой выходной ток микросхемы (до 0,3 А) позволяет подключать к ней дватри вентилятора.
На входы микросхемы поступают напряжения с двух резистивных делителей: с R1R2 — на инвертирующий вход, с R3R4 — на неинвертирующий.
В качестве датчика температуры использован терморезистор R1. Пока температура теплоотвода не достигла установленного значения, напряжение на инвертирующем входе меньше, чем на неинвертирующем. На выходе ОУ напряжение станет близким к питающему, поэтому вентилятор не будет работать. Потребляемый устройством ток — около к 10 мА.
По мере роста температуры сопротивление терморезистора уменьшается, напряжение на инвертирующем входе возрастает. Когда напряжения на обоих входах ОУ сравняются, он переключится. На его выходе напряжение станет равным примерно 1,5 В, и вентилятор включится.
Переключение ОУ происходит скачком за счет положительной обратной
Рис.2
связи через резистор R5. Гистерезис в работе устройства обеспечивает также включение вентилятора при одной температуре, а выключение при другой, меньшей на несколько градусов. Одновременно это повышает помехоустойчивость автомата. Конденсатор С1 снижает помехи от электродвигателя вентилятора.
В устройстве можно применить терморезистор ММТ или аналогичный сопротивлением 5...100 кОм.
Сопротивление резистора R2 должно быть равно сопротивлению терморезистора. Подстроенный резистор R2 — СПЗ-19а, постоянные — МЛТ, С2-33; конденсаторы — серий К50, К53.
Большинство деталей устройства припаивают к проводникам печатной платы (рис. 2) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Отверстий в плате нет, поэтому ее можно крепить клеем или винтами в любом удобном месте, желательно на теплоотводе.
Терморезистор закрепляют клеем непосредственно на теплоотводе с той его стороны, которая не обдувается вентилятором, и возможно ближе к источнику тепла или на нем (микросхема, транзистор).
Конечно, терморезистор должен быть изолирован электрически от корпуса изделия, на котором он установлен.
Конденсатор 02 может понадобиться, когда длина проводников питания превышает несколько сантиметров. Кроме того, если на проводниках появятся помехи, от которых срабатывает микросхема (проявляется это в виде неустойчивой работы автомата и случайных включений вентилятора), резисторы R2, R4 необходимо зашунтировать оксидными конденсаторами емкостью по 20 мкФ.
Налаживание устройства сводится к установке температуры включения вентилятора подстроечным резистором R2. Подбором резистора R5 можно установить значение разницы между температурой включения и выключения вентилятора. Чем меньше его сопротивление, тем больше будет эта разница.
Испытания устройства показали, что при работе с одним вентилятором (12 В, 0.14 А) и напряжении питания от 10 до 15В микросхема практически не греется и установки ее на теплоотвод не требуется. Если с двумя-тремя вентиляторами она будет заметно нагреваться, то ее придется установить на теплоотвод через небольшие металлические втулки или обеспечить ее обдув вентилятором. Монтаж устройства в этом случае можно вести навесным методом, используя выводы микросхемы как опорные контакты.
АВТОМАТ ВКЛЮЧЕНИЯ СВЕТА
Автомат предназначен для управления осветительными лампами накаливания и представляет собой реле времени с запуском от сигнала датчика. При прохождении человека вблизи датчика лампа вспыхивает, светит несколько минут с полной яркостью, после чего выключается.
АВТОМАТ УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕМ
Кроме всем известных однопозицеонных электромагнитных реле, состояние которых зависит лиш от наличия или отсутствия тока через обмотку ,существуют двухпозиционные . Для перевода такого реле в другое состояние напряжение в его обмотку достаточно подать кратковременно. Реле не потребляет энергии в промежутках между переключениями и, если они происходят сравнительно редко , экономия получается довольно значительной. Это свойство автор использовал в предлагаемом устройстве.
ДИСТАНЦИОННЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ
Предлагаю приспособить ставший ненужным пульт телевизора 3-УСЦТ для дистанционным управлением приборами или освещением. Для управления используется только функция выключателя питания телевизора.Схема собрана на трёх транзисторах КТ 3102 и микросхеме КР1506ХП2.
ИК ПУЛЬТ ДУ ВКЛЮЧАЕТ ЭЛЕКТРОПРИБОРЫ
Пульт дистанционного включения телевизоров, магнитофонов ,спутникового ресивера, музыкального центра можно использовать для включения различных электроприборов. Для этого надо сделать устройство описанное в этой статье. Устройство просто в изготовлении и состоит из дву микросхем и двух транзисторов. СКАЧАТЬ
ПРИБОР ДЛЯ КОНТРОЛЯ МАЛЫХ ОТКЛОНЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЙ
В радиолюбительской практике иногда возникает необходимость контроля малых отклонений напряжений относительно заданного порога уровня. Чтобы обеспечить точность измерения вольтметр должен реагировать на изменения в десятые доли вольта. Этим требованиям удовлетворяет прибор, схема которого предлагается.
