ALIMENTATORE
DI ALTA TENSIONE
PER
AMPLIFICATORE RF A VALVOLE
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Come al
solito la necessita' di costruire questo alimentatore (e amplificatore RF) non e' sorta dal bisogno
di disporre di piu' potenza ma per il semplice piacere di costruire qualcosa
riutilizzando del materiale che giaceva abbandonato.
In particolare questo alimentatore anodico e' nato per affiancare l'unita' RF
costruita attorno a due valvole russe GI7B - GI7BT;
tuttavia e' stato costruito separatamente per poter essere usato, in futuro,
anche con altri amplificatori.
Caratteristiche:
V-0ut=1500-2800V (con prese intermedie);
I-Out=400 mA continui / 1-1,2A in funzionamento SSB-CW;
Circuito= duplicatore,con circuito soft start;
Dimensioni (p x h x l)= 34x31x25
Peso=25-30kg circa;
Questo alimentatore anodico fornisce la sola tensione anodica;
la logica di funzionamento e' la seguente:
in condizioni normali i 2 rele (disattivi) scollegano il trasformatore dalla
fase e neutro (220V); in queste condizioni l'alimentatore e' praticamente
spento; quando arriva il segnale di OK (in pratica 12V per attivare i rele, che
vengono dall'unita' RF), viene data tensione al trasformatore prima attraverso
una resistenza limitatrice (soft start che dura pochi decimi di secondo) e poi,
direttamente;
da questo momento l'alimentatore e' attivo e sul connettore di uscita ritroviamo
la tensione anodica.
IL TRASFORMATORE HT
Il cuore di tutto e' il trasformatore di alta tensione, nello specifico un T1000
della ESCO con ingresso a 220V ed uscite a 600-700-800-900-1000V / 1
Ampere;
possiede anche vari secondari a 5 e 6,3V per i filamenti che pero' sono rimasti inutilizzati.
un calcolo sommario della potenza necessaria puo' effettuarsi conoscendo la
massima dissipazione anodica della valvola (supponiamo 700W);
se infatti supponiamo di far lavorare la valvola al limite,con un rendimento del
60%, questa si trovera' a
dissipare (sottoforma di calore) ben 700 watt sulla placca; questi 700
watt costituiscono il 40%; il restante 60% sara', piu' o meno, la potenza RF che
preleveremo e manderemo in antenna; facendo una veloce proporzione troviamo che
quel 60% corrisponde a 1050 Watt;
In totale quindi il trasformatore dovra' erogare una potenza di 60+40%
=1750VA.
Dal
datasheet della valvola possiamo ricavare la massima tensione anodica da
applicare alla valvola, supponiamo 2400V;
conoscendo potenza (1750VA) e tensione (2400) possiamo ricavare la corrente
necessaria= 1750/2400=730 mA;
(e' un calcolo approssimativo, non si tiene affatto conto dell'eventuale
sfasamento V-I).Nel caso di funzionamento intermittente o non continuo (come in SSB) si usa
dividere a meta' (o a 1/3) la potenza necessaria;
nel mio caso il trasformatore era l'elemento da cui partire (1000VA):
una coppia di GI7B ha
una dissipazione anodica di 700W
Max tensione anodica 2400V
Max corrente anodica di 700mA
supponiamo, in classe AB un rendimento del 60%
duplicando i miei 1000V / 1A ottengo 1000x2,82 = 2820V con circa 400mA;
sotto carico e' da aspettarsi un calo del 20% circa (2300-2400V);
supponendo un servizio non continuo in SSB sono al di sopra della meta';
inoltre, per esperienza, il trasformatore T1000 della ESCO
e' molto piu' generoso di quello presente nel FL2100 (le potenze in gioco sono
quasi le stesse), quindi no problem;
Infine, avrei potuto giocare sulle varie prese per abbassare la tensione.
Un'ultimo consiglio; quando vi procurerete il trasformatore, giustamente,
vorrete provarlo sotto rete;
bisogna tenere conto che, senza alcun carico, all'atto dell'accensione si
generano extratensioni che possono far danni;
ecco qua una dimostrazione:
In
pratica ho commesso l'errore ( e lo sapevo...HI) di aver dato tensione al
trasformatore senza carico e con i puntali del tester gia' applicati; in questi
casi conviene
1) prima dare tensione e poi posizionare il tester
2) inserire una lampadina 220V in serie al trasformatore
3) alimentare il trasformatore a tensione inferiore (1/10) e poi moltiplicare la
tensione letta x10.
I
CONDENSATORI DI FILTRO
Avendo
scelto un duplicatore di tensione avevo bisogno di due condensatori di uguale
capacita': la scelta in questi casi e' quasi obbligata: o un serie-parallelo di
SNAP-IN da 450 V oppure due carta-olio di tensione adeguata;
facendo due calcoli ho preferito acquistare due carta-olio da 200 microFarad /
2500V al costo di 64 euro: sono enormi ma risparmiano un sacco di problemi
costruttivi;
inoltre la grande capacita' totale (100 microFarad) avrebbe colmato le eventuali
lacune del trasformatore sotto i picchi di assorbimento.
In parallelo a questi ho posto 10 resistenze da 12Kohm / 5W (240Kohm /100watt in
totale) non tanto per equalizzare le correnti quanto per fornire un carico
costante di poche decine di milliampere.
I condensatori, date le grosse dimensioni, sono stati fissati al telaio con due
staffe home-made semplicissime (vedi fig.)
IL DUPLICATORE
Il
duplicatore di tensione e' formato da due batterie di 10 x BY255 ciascuna,
per un totale di 26KV / 3A (per restare sul sicuro...HI).
Non ho usato resistenze di equalizzazione sui diodi per due motivi:
1) le tecniche costruttive di oggi permettono di avere semiconduttori dalle
caratteristiche simili senza grosse differenze come invece accadeva 10-20 anni
fa;
2) le resistenze servono ad equalizzare le correnti per evitare che in qualche
diodo scorra una corrente superiore a quella massima ammissibile; questo, pero',
e' giusto quando i diodi vengono fatti lavorare al limite;
nel mio caso, i BY255 sopportano una corrente massima di 3 A
ma l'alimentatore dovra' fornirne al massimo 700mA.
SICUREZZE
Sull'uscita della HT e'
presente una resistenza da 10 Ohm / 10W utile per limitare l'eventuale corrente
di scarica in caso di corto;
un fusibile sull'uscita del trasformatore e' una maggiore sicurezza;
in molti testi si dice che ad alte tensioni un normale fusibile, pur
interrompendosi, provoca ancora il passaggio di corrente per pochi attimi a
causa di gas conduttori che vi si formano all'interno; per questo l'ho posto
all'uscita del trasformatore dove, al massimo, ci sono 1000V;
due fusibili sul primario inoltre provvedono ulteriore protezione.
Non ho previsto sicurezze (microswitch) sul contenitore per il semplice motivo
che, per poter avere l'HT in uscita, e' necessario inviare un segnale di
abilitazione dall'unita' RF (in pratica 12V per attivare i rele').
ALTRO
Una
resistenza da 22 ohm /25 W solleva da massa il ramo negativo della HT: questo e'
utile per poter misurare la corrente anodica sul lato negativo, a bassa tensione
e non su quello positivo, dove ci sono piu' di 2500V.
Completano l'alimentatore un circuito di soft-start (o step-start) utile per
evitare brusche extracorrenti all'accensione dovute ai condensatori scarichi: in
pratica, per pochi decimi di secondo il trasformatore HT viene alimentato
tramite una resistenza da 47ohm /50W che ne abbassa la tensione in uscita (e
limita i picchi di corrente).
IL CONTENITORE
Per il
contenitore ho riciclato cio' che ho trovato (un po' di qua, un po' di la...HI); la
struttura portante e' realizzata con lamierini di acciaio saldati ad arco e
verniciati con zinco spray.
Chi ha a disposizione una piccola saldatrice ad arco puo' utilizzare profilato
quadrato 20x20;
Chi invece vuole evitare le saldature puo' usare angolare 20x20 o 25x25, piatto
20-25x3 e bulloni, ma avra' bisogno di almeno un trapano;
oppure si puo' usare l'alluminio, piu' costoso ma piu' facile a trovare nei negozi di
bricolage.
Per i pannelli di copertura, esiste una grande varieta' di lamiere gia' forate.
Il
circuito e' tutto qua: bisogna fare molta attenzione alle tensioni in gioco che
sono mortali; MASSIMA PRUDENZA.
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73 de iz7ath, Talino Tribuzio
