Передісторія
Коли збираєшся купувати / діставати японський трансивер, як правило не замислюєшся ніж його живити. А це - дуже важливий момент, тому що від якості роботи блоку живлення залежить і якість роботи трансивера.
Так само сталося і в моєму випадку. Дістав трансивер, а ніж його живити це питання. Спочатку живити його від старого АТ блоку живлення. На прийом працює. Але попрацювати толком на передачу так і не вдалося: при потужності близько 10-ти ват напруга "просядает" до 10 вольт, а далі передавач може зовсім відключитися. У режимах ssb і cw працювати не врзможно. Єдиний режим FM своєї постійної навантаженням на БП дозволяв працювати на передачу. І то через просідання по напрузі частота передачі йшла вгору до 2.5 КГц. Від використання цього БП довелося відмовитися
Наступним блоком живлення служив БП від корпусу InWin. На ньому було написано 12В 17А. Працював нормально до 20 Ватт. Потім були чутні спотворення. Напруга залишалося незмінним. Але в один з прекрасних днів комп'ютер не зміг включитися з цим БП (вартівня працювала). БП зараз в ремонті.
Вирішивши, що від нормального трансивера якось не відкупляться дешевим блоком живлення вирішив його зробити самостійно (бо фінансів на покупної немає). Так само слід врахувати, що вартість трансивера безсумнівно вище, ніж блоку живлення. Цей факт вимагає задуматися про якість саморобного БП, щоб в один "прекрасний" момент не залишитися без трансивера. Перевівши всю інструкцію (звертайтеся) до FT-890 (850) вдалося з'ясувати, що для нього потрібно 25А! Практичні вимірювання показали (спасибі UA0BJO), що максимум виходить 21А. Втім краще зробити з запасом.
умови завдання
Умови завдання, або чому в "екстремальних умовах":
дано:
- Трансівер FT-850 (1)
- 500 рублів і реалії пошуку радіодеталей в Російській глибинці
знайти:
- Рішення по виготовленню БП 13.5В, 25А
Додаткові умови:
- Дружина (1), син (1), дочка (1), кішки (1 2), теща (1)
- Вільний час - починаючи з 23:00
- повна відсутність заліза
- виготовлення в особистому спецлабораторії (на кухні 1 2 3)
- ниличие доступу до Інтернет (на роботі 1)
У пошуках схеми
Схему знайти досить важко, якщо немає інтернету. А якщо інтернет є, то теж важко, тому що схем дуже багато і вибрати найкращу з них досить складно. Найбільш кількість схем стабілізації реалізовано на транзисторах КТ827А. Зміні піддаються лише схеми управління роботою стабілізатора. Беребрав велика кількість цих схем я зупинився на варіанті стабілізатора. який пропонує в своїх розробках UT2FW.
Всі елементи схеми не є рідкісними. Струм який можна отримати з одного КТ827А може становити 15-20А. Це непогано, але нам потрібно більше. Проте інші схеми стабілізаторів використовують від 2-х транзисторів підключених паралельно, як з вирівнюючими резисторами, так і без. Так само рекомендує надійти і UT2FW: з'єднати два в паралель з вирівнюючими резисторами (як це зробити - вдалося зрозуміти пізніше дивлячись на інші схеми).
Всі радіоелементи, які описані в схемі були придбані без замін. Найдорожчими компонентами виявилися діоди КД2997 (на кшталт по 45р кожен) і транзистор КТ827А (50р). А надалі 2Т827А - 80р (зробити замовлення на другий за 240р я якось поки не наважуюсь). Відповідний за розмірами радіатор вдалося випросити у одного. На ньому і був змонтований перший варіант схеми, зібраний навісним монтажем з використанням мідного дроту 1мм. Транзистор і діоди були закріплені на радіаторі.
Схема запрацювала відразу і відразу стала стабілізувати на обраному напрузі. Але коли для перевірки був підключений підсилювач на TDA1554q стало ясно, що стабілізація нікуди не годиться. Одразу зрозуміли причину пізніше. Це не досить потужний трансформатор і недостатня напруга на ньому.
Отже, поки схема зібрана і працює ми від неї поки не відмовляємося і вирішуємо подивитися, як вона буде вести себе з хорошим трансформатором.
У пошуках трансформатора
Як надалі виявилося - нормальний трансформатор це найважливіша частина трансформаторного БП (відкрив америку)! Нічого підходящого під ноги не потрапило. Довелося звернутися до друзів радіоаматорам. Як завжди серед перших прийшов на допомогу RA1QJM. У нього я взяв тор. За потужністю він виявився на 500Ватт. Я вирішив, що цього буде достатньо. Але ось струми і напруги вторинних обмоток ніяк не влаштовували. Я вирішив його перемотати. Але при розбиранні трансформатора виявилося, що він весь проклеєний так, що нормально змотати з нього вторинні обмотки не вдасться. Від цієї ідеї і трансформатора довелося відмовитися. Хоча навіть і не знаю, може варто було вторинки намотати поверх всього іншого.
З нагоди перебуваючи недалеко від розвалу (ринку) місцевого масштабу, заглянув подивитися, чого-ж мужики продають. Серед мотлоху і радіодеталей і ноги знаходяться цікаві речі (наприклад HDD на 20Гб за 20 рублів). Був знайдений цікавий трансформатор типу ТС-160 (за 100р). Поцікавився у продавця а чи немає ТС-360? Він обіцяв знайти. Домовилися на 150р. Але знайти вдалося лише ТСА-270. Ну по-перше 270, а по-друге ТСА, тобто аллюмінієвий.
Габаріная потужність впритул до поставленого завдання, але вторинні обмотки доведеться перемотати. Але мені цього робити не довелося, тому що я зумів обміняти цей транс у одного на інший з відповідними вторинними обмотками. Розміри у нього трохи поменше, але площа перерізу магнітопроводу практично однакова з чого я зробив висновок, що пощность відрізняється не дуже сильно (хоча я може і не правий). Вторичних обмоток було на кожній стороні по 2. Одна 15В, інша 4В товщина 2мм (саме то, у всякому разі не менше). На одній 15В обмотці була проведена перевірка стабілізатора. Заробив відмінно. Підсилювач на TDA1554Q працював без проблем (і не дивно - стрілка амперметра навіть не рухалася з місця).
Щоб отримати чисті 16-16.5 вольт довелося змотати саму верхню обмотку, яка на 4В. Залишилося 3 витка. Напруга вийшло 16.2. Менше вже не потрібно. Щоб збільшити потужність обмотки з'єднуються паралельно. Але тут є невеликий нюанс про те, як їх з'єднати, щоб вони назустріч один одному не працювали. Порекомендували наступний прийом: з'єднуються початок однієї і кінець інший обмотки; перед тим, як з'єднати залишилися два конда - потрібно поміряти напругу на них. Якщо там 0 то з'єднувати можна. Інакше з'єднувати потрібно навпаки. Що я і зробив.
Створення та усунення проблем в схемі при розробці друкованої плати
Так само мені ще на додачу подарували відповідний корпус до цього БП, тому було прийнято рішення надати конструкції серйозний вигляд і не тільки. Радіатор був мною засуну всередину корпусу, що ні викликало схвалення місцевих радіоаматорів. Довелося ставити назовні. А так же знімати макетке на соплях і міст з радіатора.
До того моменту, коли я добрався до діодного моста, виявилося що відламана нога на одному з діодів (!). Погоревал, та робити нічого - припаяв прямо до корпусу. Всі чотири діода поклав один на одного і в такому вигляді закріпив всередині корпусу. Рішення, звичайно, не найкращий, проте подивимося на скільки вони будуть грітися.
Після того, як радіатор був успішно пригвинчений зовні корпусу, було прийнято рішення зробити схему на друкованій платі. Це пов'язано з тим, що двічі під час роботи схеми були випадки, коли замість 13-ти вольт на вихід йшло нестабілізована напруга в 22 Вольта (що абсолютно неприпустимо). У першому випадку причиною слугувала одна з ніг транзистора, яка незрозумілим чином замикалася на корпус радіатора (усунуто збільшенням діаметра отворів і використання кебріков). У другому випадку була проблема з подстроечніком - він нишком відпаявся від плюса, хоча візуально був припаяний добре. Тому без нормальної друкованої плати ніяк. Зайшовши в магазин з'ясувалося, що текстоліт варто аж 100р. Чому я був несказанно засмучений і купувати його поки не став. Вдома був невеликий шматок текстоліту, від якого я і відрізав шматочок по-менше для друкованої плати. Розміри приблизно 100х50. Хоча можна і менше. Фарби та будь-якої хімії для травлення я теж не маю тому плату подряпав за допомогою ножівки. Вийшла трохи страшнувата плата, хоча вона і надійніше в порівнянні з навісними соплями. Але завдяки своїй природній криворукості і втоми (до 23м годинах) при створенні схеми був допущений ряд схематичних помилок, результатом яких був вихід з ладу КТ827А (а так само VD2 і VD4). Для того, щоб з'ясувати чому ж схема всетаки не працювала довелося витратити аж 3 дні (тому рекомендую взяти до відома правила, які я намагаюся дотримуватися працюючи з електрорадіоапаратури).
Помилки, які я допустив були наступними: подстроечнік був приєднаний мною не до виходу мінуса, а до місця з'єднання VD2 і VD4. Потім я вирішив, що я переплутав Колектор і Емітер у КТ827А. Потоиу виявилося, що я не маю рації. Загалом вдосталь познущавшись над схемою я зрозумів, що все-таки щось згоріло і тому не працює належним чином. А саме: напруга на виході стабілізатора ніяк не хотіло відпускатися нижче 15 Вольт; при включенні навантаження (лампочка 12В 40Ватт) напруга падало до 10 і починало плавно рости, а при знятті навантаження ставало 18 Вольт і плавно спадало. Причиною був нагрів транзистора КТ827А. І дійсно, навіть без навантаження, якщо підігріти трохи паяльником транзистор, то напруга починає зростати. Замінивши VD2 і VD4 і продзвонивши VT2 (який як виявилося - робочий), а вирішив, що крім VT1 вже нікого не залишилося hi. Тепер остаточно переконавшись, що причина саме в ньому я поміняв його. І ура! Про чудо! Схема знову запрацювала!
Як виявилося в нашому маленькому місті немає більше КТ827А і довелося взяти 2Т827А (який стоїть 80р). Де мені діставати ще один такий же залишається поки під питанням. Після заміни несправного КТ827А стабілізатор знову запрацював. Я виставив напруга 13,50 і спробував підключити лампочку в навантаження. З першого разу вона чомусь не загоряється (напевно занадто холодна) і стабілізатор, мабуть, відключається (там є захист від КЗ). Але якщо лампочку відключити і підключити ще раз, то вона всетаки загоряється. Напевно варто збільшити ємності на виході стабілізатора (т.к. Там поки 4700 мкф).
тестування надійності
Для тестування стабілізатора було прийнято рішення підключати лампочки різної потужності на напругу 12Вольт. Лист від UA0BJO про те, що при роботі FT-850 на повну потужність максимум виходить 21А навіває сумні думки: 21А * 13.5В = 283.5 Ватта. Дві лампочки по 40 Ватт у мене вже є. Залишилося ще десь 200 Ватт знайти. Причому в тому вигляді, в якому стабілізатор реалізований зараз (1 транзистор 2Т827А), а на нього не ризикну навантажити більше 15А (202,5 Ватт).
Додалося ще дві лампочки - галогенові по 50Ватт. Їх і одну лампу на 40Ватт включав в навантаження. Стабілізатор на одному транзисторі з цим справляється але гріється дуже сильно. Тривала робота, на мій погляд неможлива. Так само після зняття навантаження напруга підскакує десь до 15В. Це, мабуть, пов'язано з сильним нагріванням транзистора.
І все-таки я не витерпів і підключив трансивер до БП. Все працює. У режимах cw або fm більше 25 Ватт не пробував, тому що ток виходить вже більше, ніж я тестував на лампочках. У режимі SSB виходить працювати з більш високою потужністю. Транзистор гріється досить сильно. Поставив на термопасту - ситуація змінилася в кращу сторону. При включенні трансивера від 13,5В залишається 13,4. При передачі приблизно 20Ватт нижче 13В жодного разу не було. Так само помічено, що при відключенні передачі кидків по харчуванню немає (мабуть тому що навантаження знімається в повному обсязі, і на прийом трансивер так само споживає непогано), вірніше вони є, але вони не переходять навіть кордону 14Вольт.
Завдяки допомозі радіоаматорів (RA1QJM і RV3MD) вдалося знайти ще 2Т827А в кількості 2-х штук. Найближчим часом потрібно буде встановити.
За останні дні майже нічого не вдалося зробити: знайшов ще один болтик для установки другого транзистора і збільшив отвори в корпусі під нього. Подальші спроби зробити щось ще в цьому напрямку були жорстко присікти з боку дружини. )
Вчора всетаки вдалося виділити час на установку другого транзистора (в відстає на радіаторі місце на термопасту Titan). Так само були встановлені вирівнюють резистори з ланцюзі емітерів транзисторів 2Т827А. Параметри резисторів: 0.22 Ома 5Ватт. Після установки другого транзистора ситуація в корені змінилася: дві галогенові лампи по 50 Ват запалюються відразу і без проблем; з 40Ваттной накальной лампою вже солжнее, але через раз всетаки запалюється (мабуть захист).
Під навантаженням стабілізатор поводиться вже більш пристойно.
При навантаженні близько 16А просадка по напрузі досить велика (з 13,80 до 13,38), але зате при знятті навантаження напруга підвищується незначно. Мабуть це пов'язано з меншим нагріванням транзисторів.
Транзистори практично не гріються. Навіть дивно. Не зрозуміло чому. У варіанті з одним транзистором тепла на ньому виділялося дуже багато. Але зате тепер дуже сильно нагріваються новобранці - два 5-ти ватних резистора. Виконані вони в керамічному корпусі. Думаю тепер приклеїти до них невеликий радіатор 50х50 від Р133. Але вони працюють і без цього.
підсумкові витрати
Інструменти
- паяльник 60 Вт
- пасатіжі
- викрутки
- дриль 300Вт
- свердла
- Полотно від ножівки
- Китайський тестер
Мої правила при конструюванні
Кажуть, що техніка безпеки написана кров'ю. Мабуть так воно і є. Сумно тільки, що частіше ми вчимося на своїх помилках. І ось помиляючись я для себе виробив ряд правил:
1.Не конструювати "під градусом". Це зрозуміло. Концентрація уваги не та. Можна допустити помилку і що або спалити. А так, як радіотехніка це не програмування (де помилка програміста усувається в гіршому випадку перезавантаженням), то результати помилки можуть бути більш важкими як в плані власного здоров'я, так і в економічному плані. Але в зв'язку з тим, що я не вживаю спиртне, то для мене це правило трохи змінюється: чи не конструювати після 12-ї ночі.
2. Не поспішати. Перед включенням все кілька разів перевірити. Краще витратити час на повторну. 10-ю перевірку, ніж витрачати час на покупку нових радіодеталей або на заробляння нового трансивера.
3. При виконанні робіт по обробці металу, дотримуйтеся належних інструкції по безовасності. Руками поверхня не чіпайте (гаряча, гостра), стружку руками не скидатися (я змахнув - порізав відразу 3 пальці :)).
4.Рекомендуется розуміти роботу схеми, яку робиш.
5.Руководствоваться здоровим глуздом і логігой :)
Мої найкращі побажання всім, хто займається конструюванням.
Большаков Олексій - UA3MQJ 73!