ВЫБОР НЕОБХОДИМОГО ПРОВОДА ДЛЯ КАТУШЕК П-к ПL-к ЛАМПОВЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ МОЩНОСТИ
Подобные таблицы выходили в печати очень давно - примерно в конце 50 гг. [1], были не очень подробны и с тех пор только перепечатывались, да и говорилось в них только о подводимой мощности. Поэтому потребность в подробной и точной таблице назрела давно.
По империческим формулам Евтеева и Панова [2] диаметр провода для катушек с бескаркасной намоткой равен:
d=1,28 · Iк · F¼/t½, мм (1) где Iк - контурный ток, А, амплитудное значение; F - рабочая частота, МГц; t - допустимый перегрев провода контура по отношению к температоре окружающей среды при естественном охлаждении в режиме длительной работы усилителя мощности.
Так, если принять температуру внутри корпуса усилителя мощности равной +60°C, а максимальную температуру нагрева катушек принять равной +100°C, то t = +40°C.
При намотке катушек на ребристом каркасе диаметр провода следует увеличить на 28%, а при намотке в пазы каркаса - удвоить, что отражено в таблице 1 в пунктах 2 и 3, Пункт 1 - это бескаркасная намотка. Увеличение диаметра провода катушек связано с ухудшением охлаждения провода, которым они намотаны.
Но чтобы узнать диаметр провода по формуле 1, следует определить ток в контуре Iк. Его можно вычислить по следующей формуле:
Iк = 2 · Pант · Q/hП-к · x · Еа, А (2)
где Pант - выходная мощность усилителя (мощность в антенне), Вт; Q - нагруженная добротность контура, лежащая в пределах 8...25, принятое значение для расчетов Q = 12; hП-к - коэффициент полезного действия П-к (ПL-к), принятое значение равняется 0,9; x - коэффициент использования анодного напряжения. Для тетродов, работающих в классе В принята усредненная величина, x = 0,8. Для других режимов работы, триодов и пентодов, приняты соответствующие им усредненные значения x, учтеные в поправочных коэффициентах, приводимых к примечаниям к таблице 1; Еа - напряжение источника анодного питания, В.
Формула (2) получается из известных соотношений [4] путем алгебраических преобразований. Значения тока в контуре не являются промежуточными данными, а позволяют оценить его величину и правильно выбрать коммутационные элементы: галетные переключатели, реле, вакуумные замыкатели и т.д.
Диаметр провода, как следует из формул (1) и (2), прямо пропорционально зависит от величины Q, которая не будет обязательно равна 12, как принято в таблице по нескольким причинам. Во-первых, расчет П-контрура (ПL-контура) может быть произведен для Q, равной, например, 10. Во-вторых, это связано с конструктивным выполнением П-контрура (ПL-контура). Так, если усилитель мощности работает с большим сопротивлением анодной нагрузки, что происходит, если Еа высокое, анодный ток невелик, то анодная емкость C1 в П-контуре см. рис 1 требуется достаточно малой величены, которую практически нельзя обеспечить менее 30...60 пф, и в которую входят все емкости схемы: выходная емкость лампы, начальная емкость переменного конденсатора C1, межвитковая емкость катушки индуктивности L, емкость переключателя диапозонов, емкость разделительного конденсатора Cр относительно корпуса, емкость монтажа и паразитная емкость анодного дросселя Др1. Поэтому, чтобы П-контрур (ПL-контур) был настроен в резонанс, приходится уменьшать величину индуктивности L, пропорционально увеличению емкости конденсатора C1 отностительно табличных (расчетных) данных. Из этого вытекает, что:
Qдейств. = Qтабл. · k (3)
dдейств. = dтабл. · k (4)
Iк действ. = Iк табл. · k (5),
где действ. - действительное значение,
табл. - табличное (расчетное) значение,
k = C1действ./C1табл.
Пример. Пусть выходная мощность усилителя равняется 200 Вт, он собран на тетроде, Rое = 4000 Ом, Еа = 1000 В, F = 28 МГц, Rант = 75 Ом, dтабл. = 3,1 мм, намотка бескаркасная, Iк табл. = 6,67, C1 табл. = 15 пф [3]. Минимально конструктивно достижимая величина C1 = 35 пф. Тогда k = 35/15 = 2,33. Следовательно,
Qдейств. = 12 · 2,33 = 28
dдейств. = 3,1 · 2,23 = 7,23 мм
Iк действ. = 6,67 · 2,23 = 15,5 А.
Кроме того, зачастую при коммутации П-контура приходится включать катушки индуктивности параллельно. Для правильного выбора элементов коммутации необходимо знать токи в параллельно соединенных катушках. На рис 1 показана схема соединения, на которой Iк - суммарный ток в конутре, IL1 - ток через катушку индуктивности L1, IL2 - ток через катушку индуктивности L2. Отношение токов, протекающих в катушках, обратно пропорционально отношению индуктивностей катушек:
IL1/IL2 = L2/L1 (6)
Так как Iк и индуктивности известны, реактивные токи через катушки L1 и L2 определяются по формулам: