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无线电电子与电气工程百科全书 轻量且强大的 RA。 无线电电子电气工程百科全书
介绍 本文将重点介绍没有电源变压器的功率放大器 (PA)。 业余无线电环境中的此类 RA 被称为“无变压器”（在我看来，该术语并不完全准确 - 只有一个电源变压器，并且通常使用射频变压器），并且它们被关于其电气的持久偏见所包围危险。 这些偏见的产生有两个真正的原因： - 根据从学校学到的原则：“任何与网络有电流接触的东西都是危险的！” （注意这个原则经常被误解）； - [1] 中描述的第一个无变压器 RA 在某些条件下确实可能是危险的。 在此基础上愈演愈烈的偏见再也无法动摇后来关于无变压器 RA [2,3,4] 的出版物，其中解决了与网络（以及相应的安全）解耦问题。 老实说，我不知道这篇文章是否能够消除关于无变压器 RA 危险的神话。 没有技术问题（任何有耐心将文章读到最后的公正读者都会对此深信不疑），但心理学仍然...... 对没有巨大功率变压器的 RA 危险有信心的读者，请相信（现在，通过口耳相传）这样一个精心设计的功率放大器与网络的去耦并没有更糟（你可以做得更好) 比传统的变压器。 我希望在阅读完这篇文章后，你会发现事实确实如此。 网络隔离 首先，让我们记住术语“电耦合”是指直流连接：直接，通过电阻器、二极管、变压器绕组等。 为什么 RA 外壳及其所有连接器（当然网络除外）与 220 V 网络的电流连接是危险的？ 可能是高压？ 也许 220 V 对某人来说似乎是一个非常高的电压，但对于短波来说却不是。 实际上，在带有网络变压器的灯 RA 中，使用了很多倍的交流电压，并且这种高压的源 - 高压阳极绕组 - 直接或通过整流桥二极管连接到外壳。 而且 - 没有人害怕这一点，因为它确实不会造成危险。 事实上，与设备外壳的网络及其所有连接器发生电流连接的危险，自相矛盾的是，网络的一根电线（零）接地。 因此，通过大地、地板、鞋子等的导电性。 - 始终与人体电连接。 很容易理解当网络的第二根线（相）位于设备主体上时，RA 的这种电路会发生什么 - 人触摸设备主体会闭合电路（第二根线）网络的一部分 - 地球，不要忘记，已经与人相连）。 至少，触电是有保证的。 如果网络的相线与 PA 连接器之一存在电流接触，情况会更糟。 当正常接地的设备（天线、收发器或计算机）连接到此插孔时，来自电源的短路电流将流过连接到此插孔的设备。 如果电源保险丝先熔断，而不是收发器或计算机，那么您将非常幸运。 因此，不允许与 RA 外壳的网络及其所有连接器进行电流连接。 即使如 [1] 中那样，我们使用网络的一根线是地这一事实，并使用启动设备放大器 [1] 处理将 PA 插头连接到网络的“极性”只要一切正常，它就是完全安全的。 但是值得中断启动装置的操作（例如，继电器触点卡住）并将插头以错误的“极性”插入插座 - 保证上述所有故障。 但情况真的那么糟糕，不接触网络不是更好吗？ 让我们试着弄清楚。 我希望没有人反对（在安全方面）广泛用于电视、电脑等的开关电源？ 这很好，只要你不需要更多。 因此，您不必介意与网络的电流接触可以具有网络噪声滤波器、整流器、高频发生器。 例如，图 1 显示了开关电源的简化图，其中粗线表示与网络有电流接触（因此很危险）的电路和节点，细线表示与网络隔离的安全电路。
以同样的方式，电气连接到网络的电路将显示在所有后续图中。 让我们回到图 1。 信号源的输出电路通过基于铁氧体的射频变压器与网络进行电流隔离 - 该电路的隔离效果非常好。 但是还有另一个用于与网络通信的电路（但不是电流的，而是电容的） - 这些是连接到机箱的噪声过滤电容器 C1、C2。 我再次强调 - 通过这些电容器（或者更确切地说，通过其中一个 - 连接到网络相线的那个）将设备机箱与网络连接非常弱，不是电流的，而是电容的！ 在任何制作精良的变压器 RA 中，网络导线上还安装了噪声滤波电容器。 例如，图2是国外业余无线电爱好者广泛使用的“Alpha 91 b”放大器的电路片段，在机箱网络连接器的端子上焊接了容量为0,022μF的电容。甚至在电源开关之前。
因此，在著名的专业方案中，使用了以下（经过验证且安全的）解决方案。 1. 与噪声滤波器、整流器、高频发生器的网络电流接触。 2. 通过容量为 0,01 ... 0,047 微法拉的电容器将网络的两根（包括最危险的相）线与机箱连接。 3. 在铁氧体上使用高频变压器去耦。 现在让我们继续下一节。 已知无变压器RA对比分析 在排除了在机箱和网络之间具有电流接触的电路 [1] 之后，让我们转向那些与放大器的机箱及其输入/输出电路的网络去耦的无变压器 RA符合所有安全规定。 让我们从两个 1P6S 灯上的 UA45FA 设计开始 [2]。 输入电路中使用了射频变压器，可确保完美的电流隔离。 输出电路（已经在 P 环路之后）也通过射频变压器去耦，但要制作一个用于大功率的高质量宽带（1,9 ... 30 MHz）变压器一点也不容易。 此外，还需要相当大的昂贵铁氧体磁芯。 然而，铁氧体（尤其是家用的）对于具有反应性的负载工作非常差，并且在范围的边缘，任何天线，即使是匹配的天线，都会引入明显的反应性。 如果您使用某种 SWR 为 7 ... 8 的 LW，那么输出铁氧体变压器将完全低效地工作。 在我看来，在这种设计中，不值得不惜一切代价安装输出变压器，因为还有其他方法可以解耦输出电路（有关更多详细信息，请参见下文）。 此外，在电路中，网络的相线和机箱之间仍然存在电容连接——设计中安装了浪涌滤波器，类似于图 2。 P 电路的部分也与网络有电流接触不是很方便 - 这导致需要将它们与底盘隔离并使用隔离轴和调谐旋钮。 此外，在不使灯过载的情况下，[1] 中规定的 400 W 输出功率只能在短期峰值模式下获得。 持续辐射会使灯具过载，放大器的可靠性会明显下降。 实际上，在 Pout=400 W 时，输入功率必须至少为 700 W，因此，每个灯的阳极处的 Prass=300 W - 150 W。 这是功率过载的三倍多。 在我看来，在像 RA 这样的关键节点中，您不应该使用超出其护照参数的元素。 让读者免于计算，我会说灯的阳极电流过载几乎是两倍。 现在让我们转向后来的设计 - GU-3 灯上的 RV3LE 放大器 [29]。 这是 75...100 瓦功率输出的均衡设计。 与 [2] 中一样，在输入端使用了一个铁氧体变压器。 输出端也使用了铁氧体变压器（在这样的功率下，它很小，并且与 [2] 不同，它连接在灯的阳极和 P 电路之间）。 这同时解决了两个问题 - 它排除了变压器的反应性操作，并允许使用 KPI 接地在底盘上的传统 P 回路。 但是这种电路解决方案，唉，带来了另一个问题 - 变压器以高电阻值（千欧姆单位）运行，因此在高频范围内的频率响应不可避免地受到阻塞。 如在 [2] 中，灯过载，但公平地说，我们注意到它要小得多 - 就阳极和阳极电流的功率耗散而言是一倍半。 此外，RA[3]中没有网络噪声抑制滤波器，因此射频信号很有可能进入电网。 我们审查的最后一个结构是 RA6LFQ [4]。 具有公共电网的电路中的三个 GU50 可提供约 200 瓦的输出功率。 这里使用了与 [2, 3] 不同的从网络去耦的原理 - 放大器的部件通过小电容器与机箱和输入/输出连接器电连接到网络。 在无线电频率下，这些电容器实际上是分开的，对于 50 Hz 的电源频率，它们代表一个非常大的电阻（参见上一节中的第 2 点）。 在这个设计中，在为无变压器理念的纯粹性而奋斗的过程中，根本没有变压器。 虽然，在我看来，可以安装灯丝变压器，但无论如何，灯丝变压器的尺寸不大于 10 μF x 400 V 的纸电容器，通过该电容器提供灯丝电压 [4]。 在放大器的输入端，通过一个 1000 pF x 2 kV 的电容器与网络去耦，在输出端 - 通过一个 2200 pF x 2 kV 的电容器将放大器的公共线连接到机箱。 由于没有铁氧体变压器，可以避免一些匹配和传输大功率的问题。 然而，如果在阳极负载电阻为数百欧姆的输出电路中，实际上使用2200 pF电容器作为隔离电容器（其在1,8 MHz频率下的电抗为40欧姆——小于负载电阻的1/10） ），那么当放大器的输入电阻为 50 Ohm 时，1000 pF 的隔离电容的电容就很小（在 1,8 MHz 时，其电阻为 80 Ohms——几乎是 RA 输入电阻的两倍）。 看起来，这是一个多么大的问题——增加这个电容器的电容就足够了。 但并非一切都那么简单，下一节将对此进行更多介绍。 再次关于与网络的脱钩 我们已经谈到了与网络的电流连接。 但是，除了电流之外，还有电容。 最后，电源电压进入 RA 主体的方式并不重要。 为了进一步讨论，我们为任何由交流电源供电的设备引入了一个参数，例如设备未接地外壳和良好电气接地之间频率为 50 Hz 的泄漏电流 - IUT50. 对于测量我UT50 组装图3所示的电路。
除网络外，所有 RA 连接器（输入、输出、控制）都与外壳短路。 一个电阻 Re = 30 kOhm 连接在放大器外壳和地之间（该值非常随意，大约对应于人体的电阻）。 流过 Re 的电流为 IUT50，以及该电阻 U 两端的电压降UT50 将对应于当他接触未接地的 RA 的身体时施加在接地良好的人身上的电压（例如，赤脚站在金属地板上，嗨！）。 为正确测量，请选择电源插头在插座中的位置，当我UT50 最大。 当然，在实际空中工作时，RA 外壳必须接地，与其说是出于电气安全的原因，不如说是为了天线的正常工作和 TVI 的排除。 但是对于我的正确定义UT50 我们故意采取最坏的情况——RA案例缺乏接地。 让我们看看我通过哪些锁链穿透身体UT50，并比较该指标的不同设计。 1. 在带有电源变压器的常规 RA 中，电流 lUT50 流经两个并联电路 - 流经噪声抑制滤波器的输入电容器之一（连接到相的电容器，图 2）和电源变压器的绕组间电容。 后者通常被忽视，而且影响也不是很小。 因此，对于 Rgab = 1.6 kW 的电源变压器（用于为 GU74B 上的 RA 供电），该电容为 1200 pF (tnx EW1EA)，对于 Pgab = 500 W 的变压器（用于三个 GU50 上的 RA），该电容约为 500 pF。 为了进一步计算，了解连接在相和 RA 外壳之间的 1000 pF 电容器给出 I 是有用的。UT50\u0,06d XNUMX mA，因此，UUT50\u1.8d XNUMX V。因此，由于绕组间电容，我流动UT50\u0,03d 0,08 ... 2 mA，并且由于滤波电容（图 0,01）的值为 0,047..0,6 μF - 2,8 ... XNUMX mA。 一般我UT50\u0,6d 0,29b ... XNUMX mA，对应于 UUT50\u19,8d 87..5 V。这些值相当大。 然而，没有人会惊讶于任何带有噪声过滤器的设备的不接地外壳几乎都会“咬”。 顺便说一下，在工业变压器电源单元B7-0,1中，使用了XNUMX微法的线路滤波电容！ 同时我UT50=6mA，一个UUT50=150V！ 使用这些积木的人都知道不接地的外壳会受到什么样的电击。 结论：带电源变压器的功放与网络有明显的电容耦合，这主要是由网络噪声抑制滤波器的电容决定的，其次是由电源变压器的绕组间电容决定的。 2. 带有开关电源的设备（例如电视机）也通过噪声滤波电容器连接到网络（图 1）。 那些希望验证这种连接是否存在的人可以将带有外部接地的天线连接到黑暗房间中的电视。 连接时在天线连接器和电视插孔之间跳跃的火花应该令人信服。 价值观我UT50 和你UT50与上一段基本相同。 输出高频铁氧体变压器的绕组间电容很小，可以忽略不计。 3. 让我们转向 PA UA1FA [2]。 输入和输出铁氧体变压器的绕组间电容非常小。 üUT50 完全由容量为 0,022 uF 的线路滤波电容决定。 我UT50=1.3毫安； üUT50\u40d XNUMX V。如您所见，参数并不比传统变压器 RA 差。 4. PA RV3LE [3]。 绝对与网络解耦，我UT50 几乎没有。 当我在介绍中提到无变压器 RA 与网络的隔离可能比变压器更好时，我想到的正是这个电路。 输入和输出变压器的电容非常小，没有电源噪声滤波器。 根据图 2 I 的方案安装过滤器时UT50 将与 [2] 中的相同。 5. 在 PA RA6LFQ [4] 中，I 流过两个电容器 - 输入 1000 pF 和输出 2200 pF。 总计 3300 pF，我UT50= 0,2 mA 和 UUT50=6 V。很好的去耦，但已经指出 1000 pF 的输入电容对于 50 ohm 输入路径中的隔离来说很小。 如果将其增加到所需的 0,015 ... 0,022 μF，则 Iut50 将增加到 1 ... 1.3 mA，Uut50 将增加到 30 ... 40 V。但是，这是完全可以接受的，并且对应于任何变压器 RA 和设计 [2,3, 4]。 在这个 RA 中，使用了不同的网络噪声滤波器（图 1）。 由于存在从 RA 到网络的扼流圈 L2、L2、RF 干扰，它的抑制效果甚至比图 4 中最简单的滤波器还要好。 图 XNUMX 中滤波器的一个非常重要的优点是不与机箱接触，因此它不会传导电流 IUT50.
在 PA 的无变压器设计中，只能使用此类噪声抑制滤波器。 阳极电路电源 所有 RA [1, 2, 3, 4] 都有一个共同的缺点 - 将电源电压加倍用于为阳极供电。 因此，产生的 580 ... 600 V 电压不足以为强大的电子管放大器供电。 有必要将阳极电流“加速”到极限护照值（并且在大多数情况下远远超出它们）。 结果是灯泡寿命缩短。 但是，获得的输出功率并不令人印象深刻 - 100...200 W（这意味着 PA[2] 工作时没有太多过载）。 此外，低阳极电压 Ea 导致放大器的低功率增益，在恒定输入功率 Pin 下，它与 Ea 成正比。 一般来说，需要增加Ea。 结论不言自明 - 如果加倍还不够，则有必要使用三倍或四倍的电源电压。 但是在这里我们面临另一个偏见，即电压倍增器仅适用于小电流并且具有较大的内部电阻，因此在负载下具有较大的电压降（“下降”）。 这篇文章的作者很长一段时间都分享了这个观点，但随后，从字面上看，组装图 5 所示的电路，他得到了相反的结果。 二极管 D248B 用于第一个实验 - 六个电容器 K50-31 100,0 uF x 350 V。
使用五个串联的 220 V/40 W 白炽灯作为负载电阻。 在这些条件下，获得了以下参数： - 开路电压 Exx - 1220V； - 负载电压 200 W En - 1100V； - 负载为 200W Upulse - 50V 时的脉动幅度。 那些。 电压的“下降”仅为10%，纹波为5%。 这比许多变压器电源要好。 当同一电路装有五个灯时，220 V / 60 W En \u1050d 80 V 和 Upulse \u200d 300 V。参数也非常好。 同时，一个300 ... XNUMX W 的电源有XNUMX 克左右的重量！ 在接下来的实验中，使用相同的二极管，使用了 220,0 个 350 uF x 600 V 的电容器（来自电视电源）。 负载也是总功率为 1100 瓦的白炽灯。 Exx当然没变，En=65B，Upulse=XNUMXB。 因此，使用图 5 中的电路，可以使 Ea = 1100 V 的电源具有 200 ... 300 W（使用电容器 100,0 x 350 V 时）、500 ... 600 W（在220,0 x 350 C）甚至 1000 ... 1200 W（在 440,0 x 350 V 时，即六个电容器中的每一个都由两个 220,0 x 350 V 组成）。 此类参数允许将此类电源与许多灯一起使用，无论是单连接还是并联： 3xGU50 在 la=0,4...0,5 A 和 Рout=250... ...300W； 4хГ811 在 Ia=0,6...0,65 A 和 Рout=300... ...350 W； 2(3) GI7B 在 Ia=0,6...0,7 (0,9...1)A 和 Pout=400(600)W 时。 一般来说，您可以根据需要选择适当的选项。 顺便说一句，RA [5] 使用 500 V 交流电压三倍器（来自电力变压器的次级绕组）来获得 2100 V 的阳极电压。因此，使用电压倍增器是一种常见的做法。 经常有人问这个问题：“极性电解电容器C1、C2是如何直接连接到交流电网络上的？对它们施加一个交流电压，一个交流电流流过它们就会爆炸！”。 不，这不会发生。 C1 和 C2 上没有交流电压，因为网络电路 - VD2-C1 和网络 - VD3-C2 是普通的半波整流器，因此，反极性电压不会施加到 C1 或 C2。 如果您将示波器直接连接到 C1（或 C2），您可以看到 300 V 的恒定电压，纹波幅度为 15 ... 20 V。交流电（并且显着 - 高达几安培）当然会流动通过C1和C2，但这是他们的护照模式。 回想一下，在许多晶体管化 ULF 中，在输出端有一个容量相当大的分离电解电容器，LF 交流电流通过该电解电容器流入扬声器，在强大的放大器中以安培为单位进行测量。 无变压器，四倍 考虑到上述所有因素，我们提出了一种将电源电压提高四倍的无变压器功率放大器，其简化图如图 6 所示。 例如，显示了根据公共栅极电路连接的三极管，但这一点也不重要 - 它可以是四极管，五极管和共阴极电路（可以通过连接的稳定器轻松获得屏幕电压）到四路输出电容器的中点 - 此时的电压相对于阴极为 +600 V）。
以下特征是图 6 中电路的基本特征： - 阳极电压 - 1200...1100 V（四倍电源电压）； - 输入信号供应 - 通过宽带铁氧体变压器 (SHPT)； - 通过两个分别为 1 pF x 2 kV 的隔离电容器 C2000 和 C2 向 P 电路提供输出信号。 通过 SPT 应用输入信号很方便，因为： - 与使用去耦电容器的 [4] 相比，SHPT 的绕组间电容非常小，因此对电流 I 没有贡献UT50; - ShPT 在无反应性的恒定负载下工作 - 输入阻抗 RA； - ShPT 替代了阴极扼流圈，并且（通过改变匝数，即变比）可用于匹配放大器与驱动器的输入阻抗。 从灯到 P-loop 的 RF 信号通过两个分离电容器馈送：C1 将 Ea 与 P-loop 的热端隔开，C2 通过 50 Hz 网络提供去耦，关闭公共灯电极（本例中的网格）案例）与放大器机箱。 这种信号传输方法（没有 [2,3] 中使用的铁氧体变压器）允许您传递任何功率，与无功负载一起工作并消除输出电路频率响应中的阻塞。 与之前的所有图中一样，在图 6 中，与网络电流连接的电路以粗线突出显示，而与网络分离的电路以正常厚度显示。 图 6 中的电路也可以被认为是稍微修改的开关电源。 实际上，整流器和高频发生器（灯）直接连接到市电电压。 只有在这种情况下，它不是自振荡器，而是通过输入 SPT 具有外部激励的发电机（在有关传输技术的旧书中，功率放大器被称为 - 具有外部激励的发电机）。 发生器的输出信号不像开关电源那样通过铁氧体变压器，而是通过电容器 C1、C2。 这个决定非常合乎逻辑，因为发电机的最低频率 (1,8 MHz) 比电源频率高 30000 倍以上，并且电容器 C1、C2 在这些频率下的电阻相差相同的因素。 图 6 中的电路与传统开关电源的另一个区别是发生器不是以按键模式工作，而是以线性（包络）模式工作，因此将电源电压转换为射频信号的效率（在其他换句话说，放大器的效率）不是85％...90％，和55...60％。 输出包括一个传统的 P 环。 对于图 6 中的电路（根据图 4 中的电路使用噪声滤波器时），网络漏电流仅由电容器 C2 决定，为 IUT50= 0,12毫安，而UUT50= 3,6 V。这比许多变压器 RA 要好。 对电路细节的一些要求。 二极管必须设计为 Uobr>600 V，平均电流不小于 4Ia_max。 二极管的允许冲击过载电流应为 2...3 倍以上。 KD202R、D248B 非常适合。 电源电容器必须 >350 V，每 100 mA 阳极电流，其电容必须至少为 250 uF。 选择电容 C1 和 C2，以便在最低工作频率下，它们的电抗将小于 P 回路的 1/10 Roe。 对于 Roe>500 Ohm，1 pF 的 C2 和 C2000 就足够了。 C1 和 C2 上的电压不超过 900 V，但由于它们提供电气安全性，因此有很大的余量 - 2 kV 或更多是有意义的。 从安全的角度来看，对击穿电压C1和C2的要求与常规电源变压器中对主绕组和次级绕组之间的击穿电压的要求相同。 阴极和栅极电路相对于底盘（如果接地）的电位最高可达 900 V。 因此，这些电路的绝缘，输入FSHT的绕组间绝缘（使用MGTF 0,5线就足够了）和白炽变压器的绕组绝缘（任何统一的VT都适合）应该计算这个值。 我们现在转向对实际方案的描述。 收发器输出级 图 7 显示了输出功率为 100 ... 200 W 的收发器的终端放大器示意图。 不要急于怀疑地咧嘴一笑，认为晶体管功率放大器早就被用来获得这样的功率，这里印有“回归灯具”的号召。 首先，作者知道晶体管RA的存在。 他自己开发并利用它们多年。 其次，我们将输出功率为 100 W 的典型推挽晶体管 RA 与相同功率的灯 RA（图 7）在主要参数方面进行比较。
1. 可靠性。 在这里，管 RA 是无可匹敌的。 Ppac = 350 W 并能抵抗十倍脉冲过载的晶体管多久出现一次？ 而对于 GI7B，这些都是典型参数。 无需谈论在具有高 SWR 和天线上的静电荷电阻的负载上工作 - 管 RA 实际上不需要任何保护系统。 2.功率传递系数。 两种方案大致相同 - 大约 10 个。 3.与负载协调。 灯 RA 输出端的 p 回路确保与几乎任何负载的协调。 在晶体管 RA 中，为此目的，在输出低通滤波器之后，您将不得不使用单独的匹配设备。 4. 尺寸。 当然，晶体管（即使是推挽级中的一对）比灯小。 但如果将它们安装在散热器上，这种差异就会消失。 事实是灯散热器的温度可以达到140 ... 150°C，对于晶体管来说这样高的温度是不可接受的。 事实上，散热器向环境发出的功率与散热器面积以及散热器与环境之间的温差成正比。 因此，灯的散热器越热，散热效率越高，因此，为了耗散相同的功率，晶体管的散热器必须大于灯的阳极散热器。 5.效率。 乍一看，灯应该会损耗 - 灯丝电路中的功率无用地损耗，对于 GI7B 来说这是很多 - 25 瓦。 但我们来算一下。 推挽晶体管RA的效率最多为40%（根据[6]和根据进口收发器参数的实际测量）。 对于灯 RA，考虑到 P 电路中的损耗，阳极电路中的效率为 50 ... 60%，即当 Рout=100 W 时，Рsubv 将为 180...200 W。 即使在灯丝电路中添加 25 W，那么整体效率将为 45% ... 50%，即高于晶体管RA。 6. 价格。 当然，如果你以出厂价购买灯和晶体管，那么灯的成本会更高。 但是，实际上，如果我们转向收音机市场的价格，那么一对强大的高频晶体管不会便宜，但很可能比灯更贵。 7. 重量。 至于放大器本身，第 4 段中所说的关于尺寸的一切在这里都是正确的。 晶体管 RA 的电源必须提供超过 250 W 的输出功率，其电源变压器的总功率（包括稳定器中的损耗）必须至少为 300 W。 一般来说，这种块的重量超过公斤。 图 7 所示功率放大器的电源单元（电源滤波器 + 四边形 + 白炽变压器）的重量刚好超过 1 kg。 对于完全晶体管化的收发器（包括进口的，尤其是没有内置调谐器的旧型号），会出现相当矛盾的情况。 收发器本身体积小、重量轻、美观。 但是为了在真正的天线上工作，需要在附近放置一个天线调谐器和一个电源单元（重量和尺寸是收发器本身的两倍）。 在这方面，图 7 所示的 RA 不需要任何额外的设备——它包括电源和天线匹配电路。 现在让我们转向电路图（图 7）。 二极管 VD1 ... VD4 和电解电容器 C3 ... C8 - 电源电压四倍。 C1、L1、C2 - 网络噪声滤波器。 三位置开关S1和限流电阻R1是两级系统的元件，用于开启和减少开启时的浪涌电流。 T1是一个厚脸皮的变压器。 C9 - 阳极电源的射频阻断。 C12、C13 - 除以 HF 并通过网络去耦。 Ldr - 阳极扼流圈。 VD5 提供初始灯偏移。 C10、C11 - 在 HF.T2 上阻塞- 输入隔离变压器。 C14、C15、C16、L3、L4 是输出 P 回路的常用元件。 没有为灯提供开关 RX-TX，初始电流为 5 ... 10 mA，阳极在暂停和接收模式下的功耗很小 - 6 ... 11 W。 如果需要将灯锁定在接收模式，只需在VD5串联一个100 kΩ电阻（或任何字母索引的D817齐纳二极管）并在切换到发射时用RX / TX继电器触点将其闭合即可。 Детали C1、C2 - K73-17 型，电压至少为 400 V，C3 ... C8-K50-31.K50.27、K50-29（最好不要使用 K50-35 型电容器，因为其可靠性低）； C9、C12、C13 - KSO-11、K15-U1 用于至少 2 kV 的电压，C12 和 C13 - 用于至少 PA 输出功率的无功功率； C10、C11-KM-5 或类似； C15、C17-K15-U1用于无功功率至少为RA输出功率的10倍； C16 - 来自晶体管接收器的内置 KPI。 C14 由标准 KPE 2x12/495 pF 制成，通过将转子和定子板减薄，然后将定子部分焊接到 KPI 底座上，使其居中。 L1 - 干扰滤波器扼流圈，在尺寸合适的 2NN 品牌铁氧体环上包含 20x2000 匝网络线。 阳极扼流圈 L-dr 和 P 回路 L3、L4 的线圈的设计已在文献中反复描述 [7,8]。 T1 - 任何绕组之间绝缘良好的产品，例如 TN 系列，都可以。 T2 磁芯由两个相邻的铁氧体管组成，每个铁氧体管由三个 400NN K10x5x5 环粘合在一起。 连接到灯的绕组包含 2x4 匝 MGTF 0,5 线。 初级绕组 T2 的匝数和设计取决于驱动器的类型及其输出阻抗。 如果初级绕组包含 4 匝，则 Rin 为 100 欧姆； 如果为 2，则 Rin - 25 欧姆。 作者的初级绕组包含1+1匝MGTF 0,5线，其输出直接连接到驱动晶体管的集电极，驱动电源电压加到中间输出。 我再次强调初级绕组 T2 必须绝缘良好。 如果需要引入 ALC，则可以通过将其缠绕在 T2 周围来从附加绕组中移除信号，就像在 RA3AO 收发器中所做的那样。 设计 P-loop 的详细信息位于收发器的前面板上。 他们身后是一盏水平灯。 输出隔间（灯阳极、C12、Ldr、U 形回路）由接地的 U 形屏隔开。 灯用自攻螺钉上的氟塑料凸台固定在阳极散热器上。 如果需要更换灯泡，将其从阳极散热器上拧下，“一劳永逸”地固定。 在U型屏上，打了一个直径比灯栅输出直径大6～8毫米的孔（避免在本体上关闭栅）。 一块尺寸为 70x70 毫米的硬铝板与底盘隔离，置于电网输出端。 通过四个氟塑料垫片，将板连接到 U 形屏幕的反面。 电容器 C13 放置在该板和屏幕之间。 灯后面（靠近后面板）是一个厚脸皮的 T1 变压器。 C10、C11安装在灯管和T1的端子上。 变压器 T2 位于灯阴极输出下方的支架上。 电源的所有部件，包括 R1 和 VD5（带有小散热器），都放置在单独的玻璃纤维板上。 电路板的位置必须能够排除 VL3 灯的加热 C8 ... C1。 对于密集的布局，可能需要安装隔热屏，例如，将薄石棉粘在玻璃纤维上。 结果 在这个电路中，灯在 Pin=200...250 W (8xKT12V) 时很容易“摆动”到电流 Ia=2...913 mA。 使用更强大的驱动器，您可以获得 Ia = 0,38 ... 0,4 A。但是，对于收发器，建议将电流限制为 Ia = 200 mA，因此 Pout = 100 W。 有了这样的功率，即使在连续辐射（例如 FM）的情况下，灯也可以在不吹气的情况下工作 - 结果是一个非常舒适的收发器，不会在操作员面前“嚎叫”风扇。 此外，100 W 的功率足以“建立”几乎任何 RA，以及日常空中工作。 如果您根据图 7 的方案使用 RA 作为外部设备，那么在 Pin = 40 W 时，Ia = 0,38 ... 0,4 A 和 Pout = 190 ... 220 W（当然，当使用强制阳极冷却）。 RA 上三个 GU50 在 Ea = 50 V 的三个 GU1100 灯上的 CIS RA 无线电爱好者中广泛使用，事实证明它根本不需要电源变压器！ 电路图实际上与图 7 所示一致，只需将功率 R1 增加到 5 ... 10 W，电容 C3 ... C8 到 220 微法，阴极电路应按照与图 8。
变压器 T2 在初级和次级绕组中的匝数相等。 如果 T2 的构造如上一节所述，则每个绕组中应包含三匝。 在本设计中，T2 也可以在外径为 400 ... 600 mm 的铁氧体环 20 ... 32 NN 上使用细同轴电缆缠绕 8 ... 12 匝进行如下操作。电缆形成次级绕组，编织层形成初级绕组。 当然，您可以使用双绞 MGTF 线缠绕 T2。 无论如何，不要忘记 T2 绕组的绝缘质量。 两（三）个 GI7B 上的 RA 该方案实际上与图7的方案一致。 差异如下： 两个灯的 C3 ... C8 容量应为 330 微法（三个灯 - 470 微法或 2x220 微法）； R1 的值必须减小到 180 ... 240 欧姆，并且其功率增加到 10 ... 20 W，而不是 VD5，应打开强大齐纳二极管的晶体管模拟（图 9）。
VT1 必须安装在与机箱隔离的散热器上，并允许 15 W 的功率耗散（三个灯 - 25 W）。 T2 在所有绕组中的匝数相同。 在为 T2 选择磁芯时，应考虑到灯阴极的直流分量会对磁芯产生偏压。 P 电路必须设计为 Roe = 800..900 Ohm（三个灯 - 500 ... 600 Ohm）。 对于 Pin=45...50 W 的两个灯，阳极电流达到 0,75...0,8A (Pout=400 W)。 对于 Pin=70...75 W 的三个灯，阳极电流达到 1...1,1 A (Pout=600 W)。 设计 主接地机箱水平放置在距底部约 50...60mm 处。 机箱中安装灯具的地方开一个14x14cm的方孔，灯具垂直安装，通过栅输出用夹子固定在一块16x16cm的方板上（大概尺寸，视安装数量而定）灯及其布局）。 这个带有灯的板安装在底盘孔的上方，并通过绝缘氟塑料垫圈固定在底盘上。 C13 安装在板和底盘之间。 如果出现自激或工作不稳定，PA C13 最好由多个电容器组成（总容量为 2000 pF），将它们放置在带灯的板的周边。 灯具被废气吹动的方式如下：选择风扇（根据灯具数量），其直径等于或略大于阳极散热器的直径，风扇安装在RA的顶盖（孔）上。在它们下面被剪掉）与灯正好相反。 圆柱形风管由 2-3 层玻璃纤维卷制而成（您必须将一块合适尺寸的玻璃纤维分层）。 为了避免展开，玻璃纤维的末端用金属支架缝合。 风道的上直径必须与风扇外径完全匹配，下直径必须与灯的阳极直径匹配（如果它们不同，则将风道制成锥形）。 因此，当顶盖降低时，风道正好安装在阳极上。 结论 因此，无变压器 RA 并不比带有电源变压器的放大器更危险。 要获得 600 ... 1100 V 的阳极电压，根本不需要电源变压器。切换到无变压器电源时的复杂性很小，并且需要将某些部件与机箱隔离不太可能会吓到短波 - 那里在具有高阳极电压的变压器功率放大器中，类似部件绰绰有余。 无变压器 RA 真的好到没有缺陷吗？ 当然它有（像任何其他设备一样）。 这里有一些： - 调整不便。 如果要测量灯泡模式或用示波器检查市电相关电路中的信号，则必须使用 1:1 的市电隔离变压器。 但是，对于具有足够无线电业余爱好者资格的经过验证、设计好的电路，这不是必需的； - 使用电解电容器。 在 10-12 年内，它们可能需要更换。 其他方面，生产RA功放的企业也不为过——绝大多数工业RA使用的都是电解电容； - 无变压器功放只能由交流市电供电； - 要获得高输出功率（1 kW 或更高），1,1 kV 的阳极电压是不够的。但是，如果您使用 Ia> 2 A 的灯（例如 GS3B），您可以尝试创建这样的设备。 作者尚未测试此选项。 问答 1、电路的安全是否取决于网络中插头的“极性”？ 不，它没有。 插头的任何位置都提供与网络的隔离。 差异仅在于电流 I 的大小UT50. 如果按照图表将网络的“零”连接到网络的下部导线（图 7 在 N2 / 99），则整流器（灯栅）的负端处于 600 V 相对恒定电位下到住房，我UT50=0。 如果这根导线上有一个“相位”，那么在整流器（灯栅）的负端将有一个从 600 到 900 V 变化的电压，频率为 50 Hz。 此电位通过 C13 (2000 pF x 2 kV) 的可变分量导致 I 的流动UT50 约 120 uA。 在这种情况下，UUT50 只有几伏。 2. RA案例不接地或接地不良会怎样？ 在 RA 的安全和操作方面，一切都不会改变，但天线和 TVI 可能会出现问题。 （再一次，我们提醒您在业余无线电台必须有一个接地系统。注意编辑。） 3.关于电压四倍的电容器的电容。 六个计量电容器中每一个的最小所需电容可以如下估算 - 其电容以微法为单位，应等于 RA 的输出功率（以瓦特为单位）。 在这种情况下，阳极源在负载下的“下降”大约为 100 ... 120 V。当然，可以使用更大的电容器，而“下降”会更小。 4. 是否可以使用电源电压的更高倍数而不是四倍？ 理论上是的，实际上它没有多大意义。 事实上，高压大容量电解电容器并不常见，如果你从工作电压为 350 ... 450 V 的低容量电容器中收集电池，它们的数量增长得不成比例。 四倍 - 六个这样的电容器，齿轮传动 - 350，增加 - 17（！）。 有了这么多的电容器，这个 RA 的主要优点就消失了——重量和尺寸小。 5、有些进口发电机输出不是220V，而是110...120V，这种情况怎么办？ 当然，如果你是做一套野外作业的设备，随身携带一个110x220V的自耦变压器是不太实用的。 有两种选择。 第一：保持RA电路不变，以600V的阳极电压为满足。第二，组装一个8倍的电压倍增器，如本文图1所示。 结果是负载电流为 1,1 ... 1,2 A (ЗхGU0,35) 时的电压为 0,4 kV。 我注意到，如果发电机产生 50 V 交流电压，则电容器 C120 和 C1（两个 K2-50 各一个）在接近极限的电压下运行。 该电路可以很容易地从 7 V 网络重新切换为四路工作。为此，用一个开关断开四个电路就足够了（断点在图 220 中用叉号表示）
6. 为什么RA如图所示。 7、不给负载送200W？ 不幸的是，我没有准确地表达自己。 上述电路中的电源单元 RA 仅设计用于 100 W 的输出功率。 7. 使用无变压器电源时如何获得 ALC 信号？ 不幸的是，用于获得 ALC 信号的传统方法（通过电网电流，通过电网电压幅度）在这种情况下不适用 - 灯以电流方式连接到网络。 只能监测输入变压器绕组上的信号。 好吧，我们不应该忘记任何 RA 都不应该被“泵过”。 8.关于灯泡工作模式和RX/TX切换。 图 7 中所示的偏置齐纳二极管 D2A（在 N99 / 816 中）不能在每个 GI7B 实例上提供足够的初始电流，可能需要更换，例如，用 D815Zh。 用于切换灯工作模式的 RX / TX 继电器的触点（与整个阴极电路一样）相对于外壳处于高达 900 V 的电势下。 切换需要在触点组和绕组之间以及触点组和继电器外壳之间使用能够承受 900 V 的继电器。 簧片继电器绝对不合适——它们的触点“粘”得很快。 光隔离基本上解决了这个问题。 而且，必须使用自制的光耦，工业集成的不适合，因为。 它们的输入和输出之间的允许电压不超过500 V，在这种情况下需要> 900 V。一种可能的选择如图2所示。
在晶体管 VT2、VT3 上，组装了一个可调节的齐纳二极管模拟。 稳定电压VD2用作参考。 该电压与从分压器 R3、RP1、R4 获取的部分输出进行比较。 差分电压经VT2放大，控制强大的VT3。 当光敏电阻RF1被发光二极管VD1点亮时，光敏电阻的阻值急剧下降，分压器R3、RP1分流，R4三极管VT2、VT3闭合。 输出电压上升到稳定电平 VD3 (47V)，确保在接收时可靠地关闭灯。 发射时，VD1熄灭，由一个开路的晶体管VT1分流，RF1的电阻增加到几百千欧，几乎不再影响电路的工作。 电路输出端的电压降低到由 RP1 设置的电平（图 2 中显示的额定值 R3、RP1、R4、VD2，调节范围为 11 至 18 V）。 VD3 - 保护齐纳二极管。 为了减少 VT3 耗散的功率（它安装在一个小型散热器上），它的集电极中安装了一个强大的电阻器。 电路的输出动态阻抗小于1欧姆。 光敏电阻 RF1 和 LED VD1 放置在黑色管（同轴电缆护套）中，彼此相距 2 .. 3 mm。 图 2 所示的电路设计为在一个灯的阴极 (Imax = 0,35 A) 中工作。 如果需要更大的最大电流，则需要安装一个复合晶体管来代替VT3，例如KT825，并根据最大稳定电流时，大约7%的情况重新计算R7的值和功率。总电压应落在 R75 上（在这种情况下，约为 10V）。 9. 关于出版物中的不准确之处 在图 8（No. 2/99）中，GU-50 灯的网格不应该在机身上，当然应该在整流器的负极线上。 文学
作者：I. Goncharenko (EU1TT)； 出版物：N. Bolshakov，rf.atnn.ru
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▪ 文章快速 LED 点火（选项 2）。 无线电电子电气工程百科全书 文章评论： 亚历山大 非常有趣的东西。 非常感谢作者的工作！ 亚历山大，US5LCW 梵高 是的真棒放大器！ [向上] 小说 感谢作者发帖！ 我饶有兴趣地读了它！ 我曾经害怕使用无变压器 PSU。 我为三个 GU-50 阅读并组装了一个四倍放大器。 一切都很好。 罗曼，R3WBK。 73！
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