432MHz surplus slutsteg 4x PTF10159

400W 2x PTF10159 432 MHz

UPDATE: Nu har detta slutsteg gått med 400W uteffekt under NAC, sammanlagt 2år 12ggr per år under 4timmars drift med full uteffekt i CW/SSB eller MGM, så under 100timmar har transistorerna hållit ihop.

Kylflänsen blir ljummen, fläkten räcker till väl, uteffekten med den enkla biaskretsen räcker till och 400W är stabilt pga. den låga värmeutvecklingen.

OK, har nu kombinerat ihop två moduler (dvs. totalt 4st PTF10159) och provkört lite.
Kylflänsen blir knappt ljummen med bara Idq 2x1.2A vid tomgång, det motsvarar en Vgs runt 4.3-4.4V.

Ett stort antal 2.5mm hål borrade samt gängade för M3 i kylflänsen, några hål är 1.5mm för M2 som sitter på 50ohm termineringarna.

För två 250W moduler ihopkopplade valdes en lite mindre wilkinson divider på ingångarna samt en kraftigare wilkinson combiner på utgångarna.

Labbnätaggregat ger för lite ström för att göra ett max.test,  det slår av vid runt 25A.
Med 20W driveffekt så löser överströmsskyddet ut, backade av driveffekten något.

Nu ger två moduler 420W med 31Vdc, och det ska finnas ytterligare 80W eller mer att hämta om förlusterna är låga i wilkinson delarna.
Kylflänsen blir omdelbart varm och det kommer att krävas en eller två fläktar om det ska gå att köra två modulerna intermittent.

Nästa steg var att skaffa mer ström, och sen köra långtidstest.
Kopplade in två nätdelar som ger 28.7V, och 40A styck. Det är 3-fas matade nätdelar av PWM typ.
Med 28.7V och all ström man behöver så ger slutstegen 500W ganska exakt.
Eftersom drivspänningen är lägre med dessa nätagg. ökades driveffekten något för att nå max uteffekt.
Provade konstant bärvåg i 60sekunder, inget blir överhettat, med ökande värme i FETarna så sjunker uteffekten cirka 30-40W, däremot så är biaskretsen för rudimentär och skulle vara temperaturkompenserande. Det blir en framtida förbättring samt att sätta dit fläkt som minskar problemet med värmeuppbyggnad.

Sluttriming görs på nivån av driv och uteffekt man vill ha, trimning är ofta uteffektsberoende och varierar med uteffekt.

Nästa steg nu är två koaxreläer samt fläkt. Därefter mer provkörning.
Med tanke på det stora effektuttaget på en mindre fysisk yta är det oklart om en aluminiumkylfläns räcker till för att transportera bort vämen till kylflänsen. De LDMOS som ger ~1kW på en transistor måste lödas på en kopparfläns som i sin tur är fäst i en kylfläns.
Alternativet är vätskekylning, då kan man ta bort kylflänsen helt.

Surplus 432MHz slutsteg med PTF10159

Provat ny surplusmodul med 2st PTF10159 goldmos fet transistorer för 470 - 860MHz..

Först tillverkades en kylfläns för att kunna prova modulen, dvs. med en försänkning av transistorer, ca. 1.5mm ner i kylkroppen.
Många gängade hål blev det.
En spänningsregulator för bias adderades, en enkel +5V regulator ansluts till motståndsnätet som redan finns på modulen.

Det är två slutsteg ihopkombinerade med 90graders hybrider, varje slutsteg består av en dubbelFET som i sin tur är ihopkopplade med transformatorer av semirigid koax.
Varje dubbelFET kan ge upp till 100 - 130W uteffekt beroende på drivspänning och driveffekt.

Första provet med +27VDC drivspänning gav inte så mycket uteffekt på 432MHz med 5W drivning men modulen verkar vara hel.
Ökade Idq till 1.25A per transistor (2x0.6A) och matade på med 432MHz signal.
Nu gav modulen 180W vid 8.5W in.
Provade addera trimkondensatorer på utgångarna och med en enkel trimning ger modulen 200W uteffekt vid 8.5W in på 432.200MHz. Adderade även trimkondensatorer på ingångarna, men dom behövs inte och kommer att tas bort.
Enligt databladet så ska 4W per dubbelFET ge nära max.uteffekt-

Detta är bra data och runt 50% verkningsgrad, så modulerna är helt klart användbara på 432MHz.
Man ska betänka att dessa FET har intermatchning och den brukar vara frekvensberoende, men i detta fallet så påverkar inte intermatchningen prestanda på 432MHz.

Nästa steg var att öka spänningen till +31V, och nu rockade FETarna loss ordentligt, 250W uteffekt.
Med det resultatet finns inte mer att hämta ur FETarna, så projektet går nu äver till nästa steg.

Kylflänsen på bilden är enbart till för test och trimning, kylflänsen är alldeles för liten och tunn för att kunna användas praktiskt och transportera bort förlusteffekten. Redan vid Idq 2x.1.2A bygger värmen upp snabbt.
Även Idq stiger snabbt med ökande värme i FETarna och dubbleras ganska snabbt på denna lilla kylfläns
En temperaturkompenserad biaskrets krävs på sikt.
Enklast används en temp.sensor i form av en NPN med samma temp.coefficient som FET transistorerna.

En stor kylfläns ligger på fräsbordet och ska nu gängas upp. M2 och M3 i ett stort antal.