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Présentation:

Emetteur de 300w réalisé avec 4 mosfets montés en classe E avec modulateur PWM, l'alimentation utilisée fournit 40volts sous 10ampères, cette alimentation provient d'un PC . J'ai modifié le cablage et la régulation de cette alim pour atteindre ces caractéristiques.

Pour cette réalisation je me suis inspiré  du site de Eric GW8LJJ

Coffret autonome comprenant  le préampli micro, le modulateur, le PA et l'alimentation 300w

De gauche à droite :

filtre BF

en bas, platine PWM boitier préampli BF et boitier vfo

en haut, platine PA avec transfo HF (80m) relais d'antenne et  CV d'accord du circuit en L

au centre, alim 12v auxiliaire et l'alim du PA (PC)

Le circuit d'antenne

Se rappeller que nous sommes en présence d'un circuit de très faible impédance et que contrairement aux tubes, ici on va devoir transmettre de fortes intensités.

Un petit programme, là encore, va nous aider à y voir plus clair. Class e design

Ici 2 exemples l'un avec 24v d'alimentation pour les mosfet (projet initial) l'autre avec 50v du projet final.

 La tension de saturation est celle que l'on trouve dans la datasheet du Mosfet.

On peut lire que l'intensité crête est de 38A sous 24v et la tension crête de 175v sous 50v . Ces paramètres sont à prendre en considération pour la construction de la self et pour le choix des CV.

 Particulièrement pour le CV série qui devra supporter le courant max. Les CV sous vide (jenning et autre d'origine soviétique) supportent 40A. Les CV à cage supportent beaucoup moins à cause des frotteurs du rotor qui chauffent et se dégradent. La solution est d'ajouter une tresse sur la partie mobile pour assurer un meilleur contact.

 Pour le CV de charge (loading) la question ne se pose plus puisque de ce coté (antenne) Z sera autour de 50ohms . Un Multi cages de broadcast de 3000 pF fera l'affaire. Si on garde l'hypothèse d'un TX mono bande, on ajustera la valeur avec des condensateurs, type bouton de surplus à fort isolement, pour le CV série.

 Un conseil, remplacer les soudures par des raccords unifilaires à vis, démontés de "dominos" de gros calibre, ça chauffera moins.

Calcul de la self

Bien que dans le schéma d'origine de WA1QX

la valeur de la self soit donnée pour le 80m (5µH) le programme MINI TORE va permettre de vérifier et d'ajuster la valeur de la self en fonction du CV que l'on aura trouvé.

A suivre

Les drivers de mosfet.

Pour que le mosfet se commute à saturation il faut envoyer sur sa grille (gate) un signal rectangulaire d'une tension de 5v minimum, compte tenu de la capacité d'entrée de la grille, ici pour le STP12MN50 on lit sur la datasheet CISS=1000pF, il faudra charger ce condensateur le plus rapidement possible afin de ne pas "arrondir" le front montant du signal. Le driver de mosfet est là pour fournir l'énergie (intensité) . La réactance de 1000pF à la fréquence de 3600kHz est de 44 ohms c'est à dire plus de 270mA (pour une pulse de 12v) par mosfet pour dépasser la tension de "tréshold". Les drivers de mosfet étant d'un coût abordable j'ai choisi le premier qui était en boitier TO-220 (9A ou 4700pF) pour des commodités de câblage et de refroidissement le TC442.

L'alimentation 12v des drivers sera séparée du reste des alim car sollicitée avec des transitoires de forte intensité. Les régulateurs linéaires (LM7812 etc..) ne sont pas assez rapides pour fournir instantanément la puissance. On utilise des régulateurs à découpage (PWM!) qui en plus ne s'échauffent pas et peuvent être alimentés, pour certains,  jusqu'à 60volts simplement  redressés filtrés.

Le LM2576T-12 ,hélas difficile à approvisionner (je les ai trouvés au UK chez LITTLEDIODE ), ou le modèle réglable LM2575 est dispo chez I-Biznes, comme suggéré par WA1QIX.

on utilise un régulateur par paire de drivers (par moitié de PA).

Voici le schéma et le typon de cette alimentation.

   Sur le schéma j'ai tracé les deux solutions, chaque solution est à doubler dans l'alim.

  Pour la réalisation des selfs de 150µH utiliser un tore type T50-43, pour le nombre de spires voir l'excellent petit logiciel de DL5SWB  MINI-TORE

A suivre...

Largement inspiré par le site de Steve WA1QIX mon choix c'est porté sur le schéma de l'émetteur 80m de 400 watts.

Pour des raisons d'approvisionnement , j'ai utilisé d'autres mosfet et varié un peu sur le schéma.

Au départ je souhaitais alimenter le TX avec les batteries que j'ai au QRA et qui sont rechargées par des panneaux solaires (histoire de faire un peu "ecolo").

La tension d'alimentation du coup n'était plus que de 27.5 volts, moins la chute de tension par effet joule, soit entre 26 et 25volts batteries chargées plein pot. 

De ce fait les mosfets auraient un tension VDSS plus faible , l'intensité  ID restant  identique 12A.

Mosfet choisi par WA1QIX  FQA11N90  boîtier TO-3P 

Mosfet retenu pour le projet  STP12NM50 boîtier TO-220 isolant thermique plus facile

à trouver (recup)

La disposition  des mosfet de commutation (switching mode) à fonctionner en HF dépend de la capacité d'entrée que l'on trouve sur la grille (gate). On constate que plus le mosfet peut fournir de la puissance (U x I ) plus la capacité d'entrée est importante. Le choix est forcement un compromis cela veut dire qu'il faudra choisir entre fréquence d'utilisation max et  puissance max.

De ce fait la plupart des réalisations d'une puissance supérieure à 200watts fonctionnent uniquement sur 160 ou 80m.

Ici le débat fut tranché: ce sera 3600kHz pour ce prototype, histoire de ne pas trop compliquer la chose et risquer de jeter l'éponge avant la fin du match. 

Idem pour la puissance max: 300w.

Seule entorse  au projet initial, la tension pourra monter jusqu à 50v puisque le STP12NM50 le permet.(au diable les critères écolo! "ca commence à bien faire" sic ).

Le nombre de mosfet au PA sera de 2x2x2 , 4 sur le transfo A et 4 sur le transfo B.et 2 drivers par branche

Ha oui les transfos de sortie ....les ferrites....on en parlera plus loin, pour le moment il faut trouver un radiateur (recup) pour loger tout ce petit monde.

Il devra accueillir 4 drivers (to-220) et 8 mosfets (to-220)

Il sera plutôt massif, une bonne épaisseur d'alu puisque la ventilation sera optionnelle, en effet les mosfet fonctionnant en tout ou rien, 50% du temps OFF 50% ON (à saturation) la résistance dans ce cas est de quelques centièmes d'ohms (RDS 0.35) donc rendement très élévé (90%) peu de pertes, peu d'échauffement.

Les mise en parallèle des drains et sources sont réalisés par du clinquant de cuivre ou de laiton, les grilles (gate) et les drivers serons câblés sur un CI simple face gravé à la main.

Voilà ce que cela donne.

Fin de première partie.

Il s'agit bien d'un émetteur en classe E pour le 136kHz , le mosfet fonctionne comme un relais "tout ou rien" le circuit d'antenne faisant le reste un peu comme la classe C des tubes à vide.

Le mosfet utilisé est un IRF540 ou 520 ou 510 en fait tous les mosfet peuvent faire l'affaire si on y regarde bien les "datasheet" ces mosfet sont largement utilisés dans l'industrie (automobile, variateur de vitesse pour moteur asynchrone etc..) de grande diffusion ils sont peu chers et vendu en botte comme les radis (30 à 50centimes d'euro) ils sont moins chers que des fusibles alors ne pas hésiter à se faire la main quitte à en faire fumer quelques uns.

Le tore "ferrite" est le compagnon obligé des mosfets. Contrairement aux tubes on parlera de courant plutot que de tension, c'est dire que nous travaillons  toujours en (très) basse impédance.

Il faudra aussi se documenter (merci le web) sur les applications des tores ferrites.

Pour les calculs on trouve tous les outils sur internet (merci le web) inutile de resortir la "grafoplex " ou la calculette scientifique.

voir "mini tore " de DL5SWB

Le schéma extrait du site de VE7SL