2009年5月 7日 (木)

パワーアンプ用ヒートシンクの評価2

今回は、ちゃんと温度を測定しました。ペルチェ素子に12Vをかけると最初は4.8A流れました。放熱器のファンを止めて30分経過すると、ヒートシンクの温度は103度Cまで上昇していました。 ペルチェの表面温度は47度Cになってしまい、ただのヒーター状態になっていました。高温のためペルチェ素子に流れる電流は3.4Aまで減少していました。

次にファン(12V/0.08A)を回すと、ペルチェの温度が下がっていき10分後には-8度Cまで下がりました。電流も3.7Aから4.5Aと増加して10分後に4.68Aになりました。 ヒートシンクの温度は34度Cに落ち着きました。 30分後、1時間後、4時間後と計測しましたが、電流は4.69A、ヒートシンクの温度は34度C、ペルチェの表面温度は-8度から-9度Cとほぼ一定で表面の8割が氷で覆われた状態になりました。

これなら50Wの放熱は余裕がありそうです。 ファンと放熱フィンの効果は絶大です。 CPUファンの特売品を見つけたら、また買ってしまいそうです。

2009年5月 5日 (火)

パワーアンプ用ヒートシンクの評価

前回のテストでヒートシンクが小さかったため、本来のパワー測定が出来なかったので秋葉原でCPUファンを調達してきました。 AMDソケット939等に使用できるCoolerMaster社のヒートシンク2種が780円で売っていたので、重いほうを選んでみました。

性能評価方法は、感覚的にわかるように秋月電子で売っているペルチェ素子(8Aタイプ)を放熱器に専用両面テープで貼り付けて、12V/4.8A流してファンを止めた状態でどの程度温度上昇するかを確認後、ファンを回して放熱器の温度とペルチェ素子の温度を測定し、大体の目安がつけば、同じくらいのパワーをアンプが消費しても大丈夫だろうとの判断です。 理想はアンプをA級増幅で使用する事ですが、、、。

ファンを止めた状態だと、ヒートシンクは、50度C位の感じです。放熱フィンがかなり熱くなります。 ファンを回すと大体30度C以下になるようで、この状態だとペルチェ素子の表面に霜が付き始め、やがて氷になってきます。昔の冷蔵庫の霜が付いた感じです。 ファンを止めた状態では、ペルチェ表面は冷たくなりますが、霜は付きませんでした。

このクラスの素子は、車用の保冷庫に使用されているようです。 測定値は次回に報告します。 50W位は問題なく使用できそうな感触です。

2009年4月 8日 (水)

135kHz TX パワーアンプ その2

FQPF3N90をパワーアンプとして使えることが分かったので、バイアスを安定化するため78L05から抵抗分圧で4.8V位をゲートに加えて300mA流れるようにしました。ドレイン側のチョークコイルの容量不足だったので、T68-3に30回巻きを2個直列にしました。これで400kHz位が最大ゲインとなりました。もっと巻数が必要に思いますが、入力に信号を入れて出力パワーを観測して決定する予定です。AB級で使うつもりです。また、入力のリターンロスがほぼ全反射なので3dBのPADを入れる予定です。これでゲインは30dB(100kHz)となるはずです。今回は100kHzから測定して34dBのゲインを確認しました。

次回は、135kHzの信号を入力してパワーが実際出るのか確認します。10W以上をめざして、出力オープンおよびショートでのテストもしてみるつもりです。デバイスの耐久力に期待したいところです。

2009年4月 6日 (月)

135kHz TX ファイナルパワーアンプの評価

今日は135kHzのファイナルアンプの評価をしてみました。

出力は10Wから50Wをめざして、安くてゲインがあり高出力の期待できるFETの評価を行いました。 私のバイブルでもある、トロイダル・コア活用百科(初版と2007年改訂版第2版を持っています。初版は大分ぼろぼろになりました。)を参考に2SK135や2SK1058を使おうと思ったのですが、手持ちになく最近秋月電子で買った2個100円のFairchildのFQPF3N90を評価しました。データシートを見ると、900VのN-Channel MOSFETで、Pd=43W,Ciss=700pF,|Yfs|=3.1S と結構期待できそうなデバイスです。これは本来VLF帯の受信用プリアンプにと買っておいたデバイスです。

受信用には、CP666というFETと比較したのですが、今ひとつ感度不足だったためにお蔵入りしてしまった石です。今回は汚名返上をかけて送信用のパワーアンプとして再チャレンジとなりました。

結果は、思い通りというか教科書通りというか1MHz位まで34dBのゲインが稼げました。入力はゲートを50オームで受けて、19V・500mA流れるようにバイアスをかけ、測定しました。ヒートシンクが小さいため1分位すると熱暴走を起こすようで1Aに電流制限していたのですが、とうとう1Aまで増加してしまったので本日の評価はここまでにしました。

FETって負の温度係数だと思っていましたが、やはり放熱は大事だと痛感しました。負荷のチョークコイルはT68-3に0.5mmのETFE線を30回巻きましたが135kHzには、まだ容量不足の感じでしたので次回は直列に2個つないで見るつもりです。

今回は300kHzから5MHz位のチェックだったので、次回は100kHzから測定してみるつもりです。バイアスの安定化も重要なので、もう少し評価に時間をかけるつもりです。

2009年4月 5日 (日)

135kHzで通信できるのかなあ?

本日より、無線の話題を中心にブログを書こうと思い、まずは少しでも長く続けられるように書き込みを始めます。

今興味があるのは、135kHzのアマチュアバンドが日本で使えるようになった事です。

まずは、面倒な免許申請です。未だに回路構成が固まっていませんが、PSK31も使えるようなので、メーカー製リグにトランスバーターを付加して50W以下になればEIRPも1W以下になるだろうと安易に考えて、設計するつもりです。

TSSの認定もどの辺が技術基準になるか不明ですので、申請しながら様子を見ることにしようと考えています。

まずは、IF周波数の決定です。 7MHzも拡張されたので7.135MHzを135kHzにダウンコンバートする事にします。

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