Obvod pro ovládání ventilátoru chlazení u tranzistorového PA.

Tento obvod patří spíše mezi primitivní "udělátka", není v něm zaklet žádný obvodový vtip a jde jen o využití známých principů. Proto jsem se rozmýšlel, zdali jej mám naší radioamatérské veřejnosti vůbec nabídnout. Ale nakonec jsem se rozhodl, že z praktického hlediska to smysl má. Když nic jiného, uspoří vám to čas s návrhem plošného spoje (i když je fakt, že obvod je natolik jednoduchý, že jej lze postavit "letmo" na univerzální bastl destičcce).


Tak, jak se postupně u našich stanic objevují nové tranzistorové PA (především s LDMOSy) o VF výkonu stovek W, které jsou v porovnání s těmi elektronkovými malé a kompaktní, stoupá obvykle v hamshacku hluk, protože tranzistorové PA je nutno více chladit nuceným oběhem vzduchu ventilátory. Ovšem tento hluk dost obtěžuje, zejména v noci a proto je na místě otázka, zdali by nebylo možné hluk omezit v době, kdy PA nepracuje na plný výkon. To je o to víc aktuální, že tranzistorové PA bývají na rozdíl od elektronkových dimenzovány i pro DX provoz s modulací FSK (WSJT) a pokud jsou na plný výkon zapnuty ventilátory i při SSB/CW provozu, je PA podchlazen a ventilátory produkují zbytečný hluk.

Tento fakt vede k myšlence regulace otáček chladicích ventilátorů, aby se snížil hluk v hamshacku. Obvodů pro tuto regulaci existuje spousta, a to jak regulátory spojité, tak i prosté teplotní spínače. U tranzistorového PA nevadí podchlazování (tranzistorový PA se s teplotou nerozlaďuje) a tak není třeba použít složitější plynulou regulaci a  hlavním kriteriem pro zavedení regulace chlazení je omezení hluku. Nám se v klubu osvědčilo jednoduché uspořádání, kdy při malé výkonové ztrátě (a při příjmu) se ventilátory točí malou rychlostí a v případě zvětšení teploty chladiče nad nastavenou teplotní mez se roztočí s plným výkonem.

Co je důležité: obvod by měl vedle zapínání a vypínání ventilátoru navíc hlídat překročení maximální, kritické teploty chladiče a informovat o tom operátora aby nedošlo ke zničení tranzistorového PA. K naplnění tohoto požadavku vzniknul jednoduchý a levný stavební modul, se kterým vás v tomto příspěvku seznámíme.

Stavební modul pro ovládání ventilátoru chlazení v PA obsahuje dva komparátory s dvojitým operačním zesilovačem a jeden výkonový spínač. Je umístěn na jednostranné desce s plošnými spoji o velikosti 35 x 40 mm. Jeho zapojení je tak jednoduché, že nepotřebuje komentář. Zde je schema, motiv desky plošného spoje a osazovací schema. Pro zobrazení obrázků v plném rozlišení na ně klikněte.

     

Jako teplotní čidlo je použit NTC termistor 1kOhm, zapouzdřený v kovovém pouzdru se šroubkem M3 koupený zde, který je zašroubovaný do chladiče. Trimrem R2 se nastaví teplota chladiče, při které se spíná chladicí ventilátor (obvykle cca 40°C) , trimrem R7 vyšší teplota, při které se rozsvítí varovná LED (a případně se zablokuje další provoz PA). Jinak není na obvodu co nastavovat. Spínací tranzistor není nutné chladit. Napájecí napětí může být v rozsahu 12 až 28V. V případě napájecího napětí vyššího, než 15V bude vhodné zvětšit odpor R12, aby nedošlo k překročení proudu indikační LED. Odpor R11 slouží víceméně jen jako pojistka, která shoří v případě zkratu na výstupu pro ventilátor a ochrání tak spínací tranzistor. Tento odpor, stejně jako R3, se da nahradit drátovou spojkou. Namísto operačního zesilovače TL072 a tranzistoru IRF9520 je možno použít i jiné, funkčně ekvivalentní součástky, protože jejich parametry nejsou pro funkci obvodu kritické. Cena součástek pro výrobu tohoto obvodu je menší, než 50Kč. Výrobu plošného spoje lze objednat tady.

Některé doporučené aplikace tohoto stavebního modulu:

       

Tento stavební modul lze samořejmě použít i pro jiné aplikace. Například s ním lze hlídat výstupní VF výkon PA, nebo vysoké PSV na výstupu. V tom případě se na vstup modulu pro NTC připojí stejnosměrný výstup z detektoru směrové odbočnice. Při takové aplikaci se v modulu neosadí R10 a bude pravděpodobně zapotřebí upravit hodnoty odporů v děličích na vstupech operačních zesilovačů. V takovém případě se obvod nastaví tak, že v případě dosažení varovné úrovně se rozsvítí LED a v případě překročení kritické hranice se zablokuje PTT pro PA aby nedošlo k jeho poškození. Doporučuje se toto blokování zapojit přes zpožďovací obvod s časovou konstantou několika sekund a v případě odstavení PA zapnout varovný piezokeramické pípadlo (sirénku), který operátora upozorní, že je něco v nepořádku. Ale podobné aplikace si jistě zvládnete dobastlit sami.

Nezapomeňte však, že v případě paralelního provozu více PA je nutno vždy použít vhodný časový sekvencer a ten musí zůstat v činnosti včetně přepínání anténného relé i když je interní PTT pro PA pro překročení některé provozní veličiny zablokováno. Jinak by došlo k poškození předzesilovače u odstaveného PA z důvodu těsné vazby mezi anténami.

Na slyšenou na VKV !   73 de OK1VPZ