Секвенсор і таймер для напруження лампи ГУ-81М

В статье описывается устройство автоматики для выходного каскада связного передатчика.

В усилителях мощности (далее – УМ) применя­ют различные секвенсоры – формирователи вре­менных задержек для переключения электромаг­нитных реле. Для чего это делается? Например, при переключении антенного реле, когда размы­каются контакты, и в этот момент через его кон­такты с выхода УМ в антенну передается не малая мощность, между контактами каждый раз зажига­ется дуга, контакты при этом подгорают, сокраща­ется срок службы реле. Поэтому переключать ан­тенное реле необходимо без проходящей мощности через контакты. Задача секвенсора за­держать включение входного реле и реле смеще­ния УМ при переходе на передачу, чтобы антенное реле успело переключиться.

Усилитель мощности на ГУ-81М

В УМ на лампе ГУ-81М в качестве антенного ис­пользовано реле типа ТКЕ54ПД1, в котором четы­ре группы контактов запараллелены. В таком ва­рианте использования, реле выдерживает 500…700 Вт, без проходящей мощности в момент переключения контактов. За основу секвенсора взята схема блока автоматики из [1], на микросхе­ме КМОП-серии, где временные задержки сфор­мированы на RC-цепях.

Используя идеи из [2], к секвенсору добавлен «спящий» режим, для экономии электроэнергии в режиме приема. Когда УМ длительное время не используется на передачу, лампа ГУ-81М всё рав­но потребляет по накалу 120…130 Вт при номи­нальном напряжении 12,6 В, а это не мало. Для снижения энергопотребления в [3] используется коммутация в цепях вторичной обмотки накально­го трансформатора. Коммутировать ток в 10 А не хотелось – для этого нужны реле с мощными кон­тактами. Более привлекательной кажется идея из [2], где последовательно с первичной обмоткой накального трансформатора используется вклю­чение мощного резистора, который закорачивает­ся при переходе на передачу, но он тоже рассеи­вает некоторую мощность. Поэтому вместо мощного резистора лучше применить конденса­тор, который имеет реактивное сопротивление пе­ременному току.

Принципиальная схема блока автоматики пока­зана на рис.1, и схема коммутации цепей накала лампы ГУ-81М – на рис.2.

Рис. 1

Секвенсор (рис.1) собран на микросхемах КМОП-серии, DD1 типа К561ЛН2, таймер на DD2 типа К561ЛА7. При включении питания УМ реле об хода K1, К2, смещения КЗ и накала К4 обесточены. Работает мультивибратор на элементах DD2.3 и DD2.4, светодиод VD4 своим миганием индициру­ет о дежурном режиме УМ. Контакты К4.1 разомк­нуты (рис.2), последовательно с первичной обмот­кой накального трансформатора Т1 включены конденсаторы СЗ, С4 с общей емкостью 6 мкФ. Та­кое включение цепи накала лампы ГУ-81 М позво­ляет уменьшить токовые перегрузки самой нити накала при включении УМ в сеть, напряжение на нём плавно возрастает от 0 до 6 В примерно за 5 с. Значение емкости этих конденсаторов подобра­но экспериментально так, чтобы напряжение нака­ла лампы составило примерно б В. В этом случае, мощность, потребляемая накалом, снижается при­мерно до 40 Вт. При емкости конденсаторов 4 мкФ напряжение накала составляет примерно 3,5 В.

Рис. 2

К разъему РТТ подключается «педаль» управле­ния режимом прием-передача. При нажатии на «педаль», ее контакты замыкаются, и на выводе 12 микросхемы DD1.1 появляется уровень лог. «1» с напряжением примерно +11 В, через диод VD1 на­чинается зарядка RC-цепей R2C2, R3C3, R5C4, ко­торая происходит с временной задержкой, опре­деляемой номиналами этих элементов. Сначала зарядится конденсатор С2, затем СЗ, затем С4. В таком же порядке будут переключаться элементы DD1.2, DD1.3 и DD1.5 и подключенные к их выхо­дам через транзисторы VT1-VT3 реле.

Сначала переключится антенное реле К1, потом входное реле К2 и последним реле смещения КЗ, которое откроет лампу УМ. Контакты К3.2 замкнут­ся и переведут трансивер в режим передачи. Че­рез цепь R14VD3 зарядится конденсатор С5, пере­ключатся элементы DD2.1 и DD1.2, сработает реле К4, которое своими контактами К4.1 (рис.2) замк­нет конденсаторы СЗ, С4, напряжение накала уве­личится до 12,8 В. При этом светодиод VD4 светит непрерывно, индицируя о рабочем режиме УМ. Че­рез контакты «педали» протекает ток всего 0,8 мА.

При отпускании «педали» ее контакты разомк­нутся, и на выводе 12 микросхемы DD1.1 появля­ется уровень лог. «0», через диод VD2 начинается разряд RC-цепей R4C4, R5C3, R3C2, который за­кончится с временной задержкой, зависящей от номиналов элементов этих цепей. Сначала пере­ключится реле смещения КЗ, которое закроет лам­пу УМ, контакты К3.2 разомкнутся и переведут трансивер в режим приема. Потом переключится входное реле К2 и последним антенное реле К1. При этом конденсатор С5 начнет разряжаться че­рез резистор R15. При указанных номиналах эле­ментов R15, С5 на схеме (рис.1) примерно через 10 мин реле отключится К4, контакты К4.1 (рис.2) разомкнутся, конденсаторы СЗ, С4 окажутся под­ключены последовательно с первичной обмоткой трансформатора Т1, напряжение накала умень­шится до 6 В.

Доопрацювання пристрої

В процессе модернизации УМ произошла од­на неприятность: при подключении «педали» про­скочила искра между штекером и гнездом РТТ. Впоследствии действия статического электриче­ства вышел из строя элемент DD1.1 микросхемы К561ЛН2. Стало понятно, что это наиболее уязви­мое место блока автоматики УМ. Решено было от­казаться от применения микросхем КМОП-серии по входу РТТ, и часть схемы секвенсора передела­но на транзисторы VT9 и VT10 (рис.3). Схема ра­ботает аналогичным образом. В связи с тем, что входные сопротивления транзисторных ключей меньше, чем у микросхем КМОП-серий, поэтому были пересмотрены номиналы времязадающих RC-цепей.

Рис. 3

Конструкція і деталі

Вместо микросхем серии К561 можно приме­нить ИМС серий К176 и К564.

Транзисторы VT1-VT3, VT7, VT9, VT10 – КТ315, КТ312, КТ503, КТ3102, с любым буквенным индек­сом. VT4-VT6, VT8 – КТ829, КТ819 с любым буквен­ным индексом.

Диоды VD1-VD3, VD5, например, КД522, КД510, КД521 с любым буквенным индексом. Диоды VD6-VD9 рассчитаны на прямой ток не менее 1 А и обратное напряжение не менее 100 В, напри­мер, КД212Б, КД208Б, КД226Б, 1N4007. Светоди­од VD4 желтого цвета установлен на передней па­нели УМ. Интегральный стабилизатор DA1 на напряжение 12 В типа L7812.

Конденсаторы СЗ и С4 (рис.2) бумажные на на­пряжение 400 В, например, МБГЧ-1. Можно ис­пользовать конденсаторы типа К75-55, которые предназначены для работы в цепях переменного тока 50 Гц, с рабочим напряжением 315 В. Конден­саторы С1 и С2 на напряжение 630 В, их можно за­менить конденсаторами типа К75-55 на рабочее напряжение переменного тока 275 В.

Дроссель фильтра питания L1 использован от блока питания компьютерного монитора.

Налаживание устройства

При использовании конденсаторов в качестве балластного сопротивления нужно учесть один мо­мент. Испытывать устройство без подключения лампы VL1 к трансформатору Т1 нежелательно, так как ненагруженный трансформатор Т1 (рис.2) с конденсаторами СЗ и С4 могут образовать пара­зитный резонансный контур, при этом измерить выходное напряжение на вторичной обмотке трансформатора Т1 без подключенного накала лампы не удастся.

После сборки проверяем монтаж на наличие ошибок. Наладка таймера заключается в установ ке времени задержки на переключение реле К4 (рис.1) в дежурный режим после последнего нажа­тия РТТ изменением номиналов деталей R15, С5.

Література

1. Кузьменко A. (RV4LK). Усилитель мощности с бестрансформаторным питанием // Радио. – 2007. -№11. -С.66.
2. Вербицкий Л., Вербицкий М. Спящий режим в усилителе мощности // Радиомир КВ и УКВ. – 2011. – №4. – С.29.
3. Федорченко В. (RZ3TI). Усилитель мощнос­ти на лампе ГУ-81 М // Радио. – 2013. – №12. – С.53.

Автор: Василий Мельничук, г. Черновцы