1kW LDMOSFET Endstufe für Kurzwelle

Power Amp Controller

Um die PA im regulären Betrieb im Shack zu nutzen braucht sie eine Steuerung die sich um alles kümmert. TX/RX Umschaltung, Überwachung der Stromversorgung, Leistung und SWR und sonstige Sicherheitseinrichtungen sind wichtig damit man sich im QSO Betrieb keine Gedanken um die PA machen muss.

Übersicht:

der vollkommen neu entwickelte Controller ist sehr aufwändig und bietet eine große Menge von Ein-/Ausgängen, Sensoren, Sicherheitstechnik und vor allem ein Farb-Touch-Display denn es soll ja auch noch gut aussehen. Zusätzlich zeigen 19 LEDs den Betriebszustand der PA an. Da eine solche Steuerung für den normalen OM kaum zu realisieren ist plane ich die Platine allgemein verfügbar zu machen damit jeder der eine LDMOS PA baut auch über eine gute Steuerung verfügt.

Diese Steuerung ist eine stark erweiterte Version des PWR/SWR Messgerätes. Es wurde mit 24 Digitalports und 16 Analogeingängen erweitert um alle Aufgaben einer LDMOS PA erfüllen zu können.

Als Sensoren für Leistung und Stehwelle werden drei U02-Leistungsplatinen verwendet, da diese die erforderliche hohe Genauigkeit haben.

Übersicht der Funktionen:

Anzeige aller Messwerte im Farbdisplay
Leistung, SWR
Strom, Spannung
Wirkungsgrad
Temperatur
Überwachung aller Messwerte
Notabschaltung bei Überschreitung von einstellbaren Schwellwerten
Koordination der RX/TX Umschaltung
mehrstufiges Notfallprogramm bis hin zur Komplettabschaltung der 230V Versorgung
Lüftersteuerung
Pumpensteuerung falls Wasserkühlung zum Einsatz kommt
ALC (abgeleitet von der Stromaufnahme, damit unabhängig vom SWR)

Sicherheitsfunktionen:

Überwachung der Betriebsspannung. Bei Überspannung (z.B. Netzteildefekt) Komplettabschaltung der 230V
Überwachung des Betriebsstroms. Bei Überstrom Umschaltung in den Empfangsbetrieb und Abschaltung der Mosfet Vorspannung
Temperaturmessung: Einschalten des Lüfters, Pumpensteuerung, Notabschaltung
Regelung des Transceivers via ALC ab einem einstellbaren Betriebsstrom
Eingangsleistung: bei Überschreitung Umschaltung in den Empfangsbetrieb 
Überwachung des SWRs zwischen PA und Filter und Abschaltung bei falscher Filterwahl
Ausgangsleistungsmessung mit Maximalwertabschaltung
Antennen-SWR-Messung. Umschaltung in Empfangsbetrieb bei 1:2 oder Komplettabschaltung bei schlechter 1:3

 

Blockschaltbild:

 

                   

 

Übersicht der Anschlüsse:

Analoge Eingänge:

  1. Eingangsleistung (Drive Power) vom Steuersender
  2. Leistung (am Antennenanschluss)
  3. SWR (am Antennenanschluss)
  4. Stehwelle zwischen PA und Tiefpassfilter (Erkennung eines falsch eingestellten Filters)
  5. Betriebsspannung
  6. Betriebsstrom
  7. Kühlkörpertemperatur
  8. automatische Bandwahl (ICOM Geräte liefern eine Spannung die das eingestellte Band anzeigt)
  9. diverse analoge Zusatzeingänge für spätere Erweiterungen

Analoge Ausgänge:

  1. ALC, negative Spannung zum Transceiver

Schalteingänge:

  1. PTT vom Transceiver
  2. Taste: Ein/Aus
  3. Taste: Standby
  4. Taste: Fehlerreset
  5. 6-fach Schalter: manuelle Bandwahl
  6. diverse Reserveeingänge

Schaltausgänge:

  1. TX/RX Relais
  2. BIAS (Vorspannung der MOSFETS) ein/aus
  3. 5-fach Ausgang zu den Tiefpassfilter-Relais (Bandwahl)
  4. LED Beleuchtung ein/aus
  5. Lüfter ein/aus
  6. Hauptrelais (230V) ein/aus, z.B. zur Notabschaltung
  7. diverse Reserveausgänge

Bedienung:

  1. TFT Farbdisplay mit Touch-Funktion
  2. Drehschalter zur Bandwahl
  3. diverse Tasten zum ein/aus/standby schalten

LEDs:

  1. Ein/Aus
  2. TX
  3. 160m
  4. 80m
  5. 60+40m
  6. 30+20m
  7. 17+15m
  8. 12+10m
  9. Automatische Bandumschaltung
  10. Temperatur (2 LEDs)
  11. Leistung (2 LEDs)
  12. SWR (2 LEDs)
  13. Fehler Versorgungsspannung (2 LEDs)
  14. Überstrom (2 LEDs)

 

Die Platine enthält 3 Funktionsgruppen: Steuerung, Analogteil, Schalt-Ein/ausgänge, diese werden auf eigenen Seiten beschrieben, siehe Menü links.