Amplificatore LDMOS 2.5 KW con raffreddamento a liquido
Da qualche tempo stavo pensando di realizzare un grosso PA con due Pallet accoppiati utilizzando due finali K80 che alimentati correttamente dorebbero dare agevolmente più di 3kw di output.
Uno dei problemi più grossi, quando si utilizzano dispositivi cosi performanti, è il raffreddamento.
La maggior parte dei costruttori, per limitarne la rumorosità, utilizza dei grossi dissipatori in alluminio, con dei ventilatori forzati (due per ogni Pallet) che, nonostante tutti gli accorgimenti, col salire della temperatura, anche la velocità delle ventole aumenta, aumentando di conseguenza anche il rumore.
Veduta interna
L'idea del sistema raffreddamento, mi è venuta dopo aver provato dei semplici scambiatori in alluminio ben fissati sotto la piastra in rame, utilizzando per la circolazione del liquido, delle semplici pompette per CPU.
Questo ha permesso di avere ottime prestazioni di scambio termico, raffreddando in modo rapido la piastra.
Attenzione al liquido…. utilizzate sempre un'acqua specifica, per evitare la formazione di alghe o batteri che bloccano in poco tempo la pompa.
Io ho utilizzato dell'acqua distillata con l'aggiunta di una siringa di prodotto antialga.
L'amplificatore utilizza dunque due pallet con LDMOS da 1.8 KW, che andrebbero alimentati a 63v di proposito ho limitato la tensione a 54V. regolando la corrente di Bias a 1A. per dispositivo.
Sistema di raffreddamento a liquido
La commutazione è stata fatta con due relè, uno classico da 15A e uno Sottovuoto, nella foto sotto, (relè antenna) data la potenza in uscita.
Per la strumentazione che vedete nel pannello frontale, foto sotto, ho utilizzato tre strumenti di lettura il primo per leggere potenza, potenza riflessa e SWR. gli altri due per controllare i singoli pallet, potenza effettiva, assorbimento, tensione di picco e tensione effettiva.
Ho anche messo un piccolo termometro digitale all'uscita del radiatore per controllare la temperatura del flusso ARIA.
Pannello frontale con strumentazione
Pannello posteriore
Il trasformatore di servizio che alimenta la strumentazione e il Bias che in ingresso richiede 12V, dev'essere assolutamente filtrato per quest'ultima parte, il Bias vuole una tensione pulita priva di ogni componente, che potrebbe causare anche danni o cattiva qualità in uscita.
Come PS. ho utilizzato un 'ASCOM da 70 A regolato a 54V e tarato al massimo a 65 A in modo che l'alimentatore dopo i 2,3 KW (anche 2,5 a secondo della banda) comincia ad abbassare la tensione e dunque protegge i Pallet.
Alimentatore Ascom
Le protezioni sono: sull eccesso di ROS
Eccesso di corrente
Eccesso di PWR con i relativi led di segnalazione.
Sto ultimando i filtri di banda (LPF) così da lavorare su tutte le frequenze,
In questo momento lo utilizzo con un grosso filtro tagliato a 30 mhz ovviamente solo sui 10/11.
Modifica raffreddamento del 21/05/2021
Dopo svariati test sulle varie bande, con ottimo riscontro in termini di potenza, ho deciso di migliorare la parte del raffreddamento a liquido, perché dopo 1/2 ora circa di trasmissione a media potenza, la temperatura dell'aria espulsa dal ventilatore, superava i 60° e le piastre in rame dei Pallet raggiungevano i 70°; limite critico di lavoro dei due LDMOS.
Come potete vedere dalle immagini é stato dunque raddoppiato il Radiatore(24×12 cm) e aggiunta la seconda ventola.
Ora l amplificatore nelle stesse condizioni di trasmissione, non supera mai i 50° salvaguardando cosí la durata degli LDMOS.
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Radiatore cm 12×24
Radiatore con la doppia ventilazione
Lavoro ultimato vista dall'alto
Ringrazio l'amico Franco IZ2HFG per i preziosi consigli
CORDIALI 73 A TUTTI
1SR231 IK2YDJ GIUSEPPE
