Ampli HF 100W

Dernière mise à jour le 13/04/2024

Ampli HF de 100W fait à partir de 4 Mosfet IRFZ24N. Basé sur le schéma de l'ampli linéaire EXTRA STRONG de F6BCU

Le boitier

Contrairement aux autres projets, j'ai commencé la construction de l'ampli 100W par le boitier, car un point important c'est la mise en place du gros radiateur et de sa ventilation. Le radiateur sera positionné à l'extérieur au-dessus du coffret. Ce même radiateur sera directement fixé sur le PCB de l'ampli. Il fallait donc assembler ces différentes parties avant de commencer la gravure du PCB.

Le boitier est en MDF de 6mm blindé en PCB simple face. Le fond est percé afin d'assurer une bonne ventilation interne.

Pour réaliser la série de trous de 3mm, j'utilise un gabarit en acier (récupération d'un vieux boitier) afin d'avoir un alignement parfait.

Fixation des pieds à l'extérieur du fond

Début de l'assemblage le fond et le côté droit, collé à la colle à bois. Séchage de 24h minimum.

Assemblage et collage côté gauche, et 24h de séchage.

Perçage et taraudage 3mm du radiateur pour fixation des Mosfets

Découpage du PCB à la Dremel (fraise de 2.5mm) puis finition à la lime d'horloger, pour les 4 emplacements des Mosfets

Collage des tasseaux 13mm qui serviront à fixer les faces avant et arrière ainsi que le dessus du boitier puis 24h de séchage.

Découpe et mise en place du dessus et des faces avant et arrière.

Découpe du dessus pour l'emplacement du radiateur.

Premier essai d'assemblage avec radiateur et ventilateurs

Couche de fond avant finition à la bombe pour peinture finale.

Perçage de la face avant, mise en place du double face et impression photo.

Assemblage de la face avant.

Perçage de la face arrière

Découpe des blindages pour les côtés. J'ai ajouté une aération de chaque côté du boitier pour l'évacuation de l'air.

Première couche de peinture à la bombe, il faut 3 à 4 couches espacées de 20mn, puis séchage de 24h.

Mise en place des blindages intérieurs

Premier assemblage complet du boitier

Mise en place du double face et impression photo de la face arrière.

Assemblage et mise en place de la face arrière.

Alimentation +12V/1.5A

Montage classique autour d'un régulateur 7812. La VK200 sert à bloquer les perturbations HF. La diode D1 sert de protection du régulateur au cas où la tension de sortie serait supérieure à celle d'entrée. La diode D2 protection en cas d'inversion de polarité en sortie.

Le PCB de 32mm x 45mm est gravé à la Dremel sur du simple face en gardant le plan de masse le plus grand possible (pas comme sur la vue). Monter le régulateur sur un radiateur. Ce montage servira de source +12v pour les ventilateurs, les relais.....

Schéma de l'ampli HF 100W

Vox control et commande des atténuateurs

Le relais 1 sert pour le choix de l'atténuation en entrée de l'ampli -3dB ou -0.5dB.

Le relais 4 sert à la commutation antenne émission/réception. Il faut absolument lui mettre une diode de roue libre afin de protéger les transistors.

Les transistors NPN sont des 2N2222.

Les diodes D1 et D2 sont des 1N4148.

C2 un 2.2pF

Atténuateur -3dB (2 résistances de 300 ohms et une de 15, en 2W)

Atténuateur -0.5dB (2 résistances de 1800 ohms et une de 2.7, en 2W)

Le tout sera placé sur le PCB de l'ampli.

Confection des transformateurs TR1 et TR2

Pour ces transformateurs j'ai commandé un kit de pièces (Kits BN-43-7051 HF transformateur) sur ebay pour 15€.

Il comprend les 2 tubes de cuivre et les 2 PCB pour le BN43-7051.

Un tore FT50-43 et un binoculaire BN43-202

50cm de câble PTFE plaqué argent 20AWG 200° 600 V.

La fabrication ne pose pas de problème, 5 spires de bifilaire torsadé cuivre émaillé de 4/10 pour le BN43-202, et 4 spires pour le BN43-7051.

Confection de la self de choc

Self de choc 8 spires de fil cuivre émaillé 10/10 sur FT50-43

Tracé manuelle du PCB au porte mine.

Gravure du PCB à la Dremel

Début de mise en place des composants.

Test de la régulation +5V, OK

Test du Vox Control, en alimentant en +12V et en injectant un +5v au point PTT. Bon fonctionnement mais le relais de sortie à une temporisation de presque 1 seconde, trop longue à mon avis, je décide donc de supprimer le condensateur de 1 micro Farad. Bon fonctionnement à l'issue.

Mise en place du relais pour la commande des atténuateurs -3db et -0.5db. Câblage du transfo TR1 (BN43-7051).

Contrôle du bon fonctionnement de TR1

Pour effectuer ce test, j'injecte un signal de 14MHz en entrée de l'atténuateur -0.5db.

Et je contrôle la sortie de TR1 à l'aide d'un oscilloscope 2 voies.

Je retrouve bien 2 signaux de 14MHz en opposition de phase, TR1 fonctionne donc correctement.

Mise en place des 2 potentiomètres multi-tours en sortie du régulateur +5V et des 4 Mosfet sur le radiateur.

Attention les Mosfet doivent absolument être isolés du dissipateur de chaleur et celui-ci relié à la masse.

Mise en place du module +12V à l'arrière de la face avant et câblage de celle-ci.

Afin de faciliter le démontage et donc la maintenance, il n'y aura aucune liaison filaire entre la partie basse du boitier (Fond et côtés) et le reste du boitier (Haut et faces avant et arrière).

La mise à la masse de la partie basse se fera grâce à un contact en tôle alu placé sur les tasseaux de fixation pour la face arrière.

Finalisation du câblage entre face avant, face arrière et ampli.

Le réglage du courant de bias va pouvoir commencer.

Réglage du courant de BIAS.

Pour le réaliser il faut relier la sortie de l'ampli à une charge 50 Ohms et mettre son entrée à la masse. Les ventilateurs ne sont pas connectés afin de mesurer que le courant ampli au repos.

Les 2 potentiomètres multi-tours sont réglés à 0v avant la mesure de courant ampli.

On alimente avec la tension puissance 15.2v et on mesure le courant consommé par l'ampli au repos (hors émission).

On commence par augmenter le premier multi-tours doucement afin de mesurer 200mA en courant ampli.

Attention en début de réglage le courant augmente tout doucement, mais quand on s'approche des 200mA la montée et très brutale.

Quand le premier multi-tours est réglé, on passe au second on le règle pour avoir un courant de 400mA (200mA+200mA).

Le courant de repos étant réglé, la mise en place des ventilateurs et la mise en boitier peu se faire, afin d'effectuer le premier essai d'émission sur charge.

Premier essai d'émission sur charge.

Pour cet essai l'ampli est alimenté en 15.2v, le boitier filtre passe bas est relié à l'ampli, on émettra sur une charge 50 Ohms avec une mesure de puissance. L'entrée de l'ampli est reliée à la sortie de l'émetteur QRP.

Pour cet essai j'ai volontairement limité la puissance maximum à 120W. Mode FT8

Modification N°1 :

ATTENTION : Lors des essais de puissance cités plus haut, concernant les bandes 10m et 12m les valeurs sont erronées. En effet sur ces 2 bandes l'émetteur QRP fournissait énormément de fréquences parasites entre 3 et 21Mhz, ce qui a faussé complétement la mesure de puissance sur ces 2 bandes.

L'émetteur QRP a fait l'objet d'une modification pour faire disparaitre ces fréquences parasites, voir le chapitre "New émetteur QRP".

L'objet de la modification n°1 concernant l'ampli 100w est d'améliorer son gain sur les bandes 10m et 12m.

Le but de cet essai concerne l’ampli 100w et l’augmentation de sa puissance en modifiant le condensateur de compensation du transfo de sortie de l’’ampli. A l’origine ce condensateur est égale à 1330pf, je l’ai passé à 330pf afin de voir l’effet sur le 12m et 10m.

Essai sur le 12m en FT8 avec alim de 15.2v.

Avec C=330pf. On sort une puissance de 7.7W à la place d’un petit 6W.