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Amplificateur HF 4 x MRF428
 

Amplificateur HF PERKIN ELMER

500w avec 4 x MRF428

 

      AVANT MODIFICATION:

          

     APRES MODIFICATION:

          

1/ Introduction:

Cet article a pour but de décrire l'adaptation de ce module amplificateur pour une utilisation radioamateur. En effet, ce module provenant d'une brocante radioamateur était à l'origine utilisé dans des machines de nettoyage à plasma dans l'industrie du semi-conducteur.

Il y avait deux modules exactement identiques couplés pour délivrer pas moins d'un kilo-watt.. La fréquence était de 13.56 MHz.
La charge d'une cuve à plasma étant très réactive, il y avait une boite de couplage avec des CV sous vide motorisés.

2/ Description:

Un module est composé d'un étage driver avec un push pull de deux MRF427 délivrant 50w pour 0,5w à l'entrée (sous 50v) pour attaquer l'étage amplificateur avec quatre MRF428 délivrant chacun 150w, soit un total de 600w sous 50v.

                                                              

                     

                       Ci-dessus: l'étage "driver" avec les deux MRF427

                                                     

                                           Les transfo de sortie et la charge de 100 ohms.

                                     

          L'alimentation des colecteurs et le fusible de 12 A.   Belle section pour le radiateur!

La polarisation se fait avec un régulateur bien connu, le LM723, et deux tensions nécessaires: un +5v et un +15v :

                                     

L'alimentation principale doit fournir une tension de 50v (d'après le data des transistors) et 20 ampères mais en pratique, l'ampli donne satisfaction avec 31v.

    

   

 

3/ La modification:

Les alimentations nécessaires:

                                                      

Les tensions de +5v et +15v seront disponibles grace à une carte d'alimentation PC à découpage 300 watts de récupération, soit +5v et +12v (pas critique).

La tension des colecteurs sera obtenue avec un transfo de 22v alternatif, redressé avec un pont de diode 50 ampères refroidi par radiateur et filtré avec un condensateur de 47 000µF. Il est intéressant de surdimensionner l'ensemble afin de se passer de régulation, en effet, l'alimentation ainsi obtenue fourni 31v continus et seulement 4v de chute de tension en pleine charge (500w de sortie).

Des diodes LED sur la façade de l'ampli permettent de visualiser la présence des trois tensions différentes.

L' atténuateur:

La puissance nécessaire pour driver ce module est de 0,5w à 1w pour 500w environ en sortie. Nous conviendrons qu'il est indispensable d'insérer un atténuateur à l'entrée. J'avais aussi pensé à supprimer l'étage driver mais cela aurait entrainer de disposer d'au moins 50w pour utiliser l'amplificateur au maximum de ses capacités, et puis c'est dommage, le module driver AVEC SES DEUX MRF427 est très bien fait.

            

J'ai donc opté pour un atténuateur de 13 dB (soit un diviseur par 20 : 10w à l'entrée délivrent 0,5w en sortie). Le calcul de l'atténuateur sera effectué grace au tableau Excell de Denis, F6CRP sur son site: http://f6crp.pagesperso-orange.fr/dwn/dwn_excel.htm. L'atténuateur sera fabriqué avec 12 résistances carbone non inductives de 2w chacune. Il sera testé à part, avec 20w à l'entrée et une charge de 50 ohms en sortie, les résistances sont tièdes et le ROS entre TX et atténuateur est de 1/1. A chacun d'adapter l'atténuateur par rapport à la puissance drive utilisée; exemple: 10dB pour 5w en drive donnent les 0,5w nécessaires pour obtenir une puissance correcte. Attention, en l'absence d'atténuateur: ne pas dépasser 0,5w à 1w en drive, les MRF428 n'aimeraient pas cela longtemps...

Cet atténuateur joue également un rôle pour l'adaptation d'impédance de l'étage d'entrée: il « lisse » de manière naturelle le TOS entre TX et ampli sur chaque bande, et assure un TOS de 1.

La commutation:

Elle sera effectuée avec un relais de 24v genre télémécanique, pas de temporisation, lequel sera alimenté avec les 31v, le +31v étant permanent et le -31v passant par une fiche RCA à l'arrière de l'ampli (commande de commutation E/R reliée au TX) et par un interrupteur en façade pour le réglage éventuel de l'antenne en position « stand by » .

       

   

La ventilation:

Le radiateur, bien que largement dimensionné, dissipe la chaleur par le dessous et en fonctionnement soutenu, il est à peine chaud et un ventilateur silencieux de 12v 12cm est branché en extracteur vers l'arrière de l'ampli.

La détection de puissance directe et réfléchie:

La détection se fait autour d'un tore FT50-43, enroulement à point milieu, le schéma ayant été tiré d'une boite d'accord Vectronics VC300DLP. Un interrupteur permet l'indication de la puissance directe ou réfléchie sur un galvanomètre étalonné pour une déviation pleine échèle à 500w.

                        

        

4/ Fonctionnement:

L'ampli fonctionne de 160m à 20m, à partir de 20m, une chute brutale de la puissance de sortie laisse penser à la présence éventuelle d'un filtre passe bas. Après une inspection visuelle de la platine et de l'étage de sortie (vu que je n'ai pas de schéma détaillé de cet ampli), il apparaitrait qu'il n'y ait pas de filtre passe bas, j'en ai déduit, sous toute réserve, que le matériaux des tores du transfo de sortie ne permet pas de dépasser la bande des 20m, ce qui est fort dommage, vu que le data des transistors montre qu'ils sont QRV jusqu'à 30MHz. Je n'ai pas poussé plus loin les investigations dans ce domaine. Un avantage à tirer de cette situation est l'absence d'harmonique.

    

    

S'il est drivé raisonnablement et un ALC bien réglé au niveau de l'émetteur, cet ampli fournit 500w avec un très joli signal, et une modulation jugée très bonne par les correspondants.

Je conseillerai tout de même l'utilisation d'un filtre passe bas genre Kenwood LF30A pour prévenir de toute harmonique éventuelle.

Le fonctionnement est immédiat, pas de temporisation, de chauffage comme pour les tubes.

Le rendement n'étant pas identique sur chaque bande, se référer au tableau des relevés de puissance afin de driver avec la bonne puissance pour obtenir la puissance utile en sortie sur chaque bande. Ce tableau a été effectué avec un Bird 43 et une charge de 50 ohms.

            
       drive 160 m 80 m 40 m 30 m 20 m
       2 w 10 70 120 150 35
       5 w 20 300 250 250 140
      10 w 120 400 380 300 160
       15 w 270 500 420 320 200
       20 w 350 580 520 410 260

                                      

 

5/ Mise en garde:

Cet ampli n'est pas équipé de sécurités et doit être utilisé par un OM averti, en effet, les deux règles primordiales sont:

  • ne pas dépasser 20w en drive (overdrive)

  • ne pas utiliser sans antenne ou avec TOS excessif