AMPLIFICADOR LDMOS CASERO PARA HF y 6 DE MAS DE 1000 WATTS

Uno de los proyectos que hacía tiempo tenía planeado  desde hace ya algún tiempo era fabricar un amplificador LDMOS de estado sólido para las bandas de HF y 6m. La idea del proyecto es montarlo aquí en Alemania y luego llevarlo a mi estación remota en Argentina LU8MIL.   

La imposibilidad de poder sintonizarlo a distancia y lo imperativo de la confiabilidad descartan completamente la utilización de las antiguas pero poderosas lámparas de vacío.

Comenzar con este proyecto se materializó cuando visité la feria de radioaficionados de Kassel.  Allí pude encontrar los principales elementos para llevar a cabo el proyecto: transistores LDMOS,  Fuente de alimentación de 50 volts y 1000 Watts, chasis y filtro pasabajo. 

Navegando por internet pude encontrar varios proveedores que venden el kit de placas para armar el amplificador. Luego de descartar varios de ellos, al final me quedaron dos. Placa que se vende en aliexpress y el kit de montaje de una compañía  griega que se llama DX-WORLD ELECTRONICS. Decidiendome por este último.

Para esta primera etapa del proyecto compré la placa donde va montado el LDMOS MRF1K50H la placa PTT ( encargada de comutar RX y TX) y el disipador. El envío lo realizaron por UPS con un costo de aproximadamente veinte euros. El paquete demoró una semana en llegar aquí a Alemania  y se agradece lo bien empacado que llegó. 

Al abrir el paquete el proveedor incluyó un esquema de conexiones y factura de compra. Algunas otras dudas también fueron resueltas mediante el chat que tiene la misma página web. El proveedor responde las preguntas rápido y de forma amigable.

Manos a la obra

Primero monté todo de forma temporal en unas maderas a fin de comprobar que todo funcionaba correctamente. El montaje se realizó de forma súper sencilla y mucho más rápido de lo que esperaba. 

Para realizar las interconexiones de radiofrecuencia utilicé cable coaxial teflonado RG-142/U  y  RG-316/U. Este cable si bien no es el más flexible es ideal ya que resiste altas potencias y al momento de soldar su interior de teflón no se derrite haciéndolo muy resistente a altas temperaturas.

En menos de dos horas ya estaba haciendo las primeras pruebas de potencia. Sorprendido  por el rendimiento el pequeño Frankenstein entregaban más de 500 vatios con 2.5 watts de entrada viéndose  limitado por la potencia de la fuente de poder, la cual a plena potencia se apagaba para auto protegerse por exceso de corriente.

Ajuste de corriente de BIAS

Una de las tareas críticas y con la cual hay que tener especial cuidado es el ajuste de la corriente de BIAS o corriente de reposo del transistor. Hacerlo es muy sencillo solamente tenemos que conectar un amperímetro a la alimentación principal de la placa de RF, apretar el botón de prueba PTT de la placa PTT  y sin transmitir ajustar el pequeño potenciómetro azul hasta que veamos una corriente de un Amper. 

Muchas potencia muchos problemas

Un detalle que realmente no tuvo en cuenta al momento de montar el amplificador es que mi estación remota en Argentina está limitada a una potencia de aproximadamente unos 700 o 600 vatios. Si bien los cables coaxiales son de alta calidad del tipo UltraFlex 10 y los selectores de antena son de hasta 1500 vatios, la antena que utilizo una Walmar multibanda MA3340DX  no puede soportar  los 1.500W que en teoría puede entregar el amplificador. 

La solución más lógica aquí es reducir un poco la potencia de entrada y de esa manera regular la potencia final de salida. En vez de alimentarlo con los cinco vatios donde el amplificador entrega 1200 1.500 vatios, podría excitarlo con solamente la mitad o menos para tener una salida de aproximadamente 500, 700 vatios. El problema es que el transistor LDMOS que estoy utilizando es muy ineficiente cuando no trabaja al 100%. Si nos fijamos en las curvas del 1K50H vemos que su rendimiento disminuye hasta el sesenta por ciento o menos cuando se lo alimenta con menos de 5 vatios. 

Esto quiere decir que de los mil vatios o  más que va a consumir en potencia,  solamente la mitad será irradiado en forma de radio frecuencia y la otra mitad será convertida en calor, que el amplificador o mejor dicho el sistema de refrigeración, tendrá que ser capaz de controlar. Solución rápida y económica, muchos ventiladores, más precisamente 3. 

Montaje final en chasis

Una vez comprobado que el funcionamiento de la del amplificador y sus interconexiones estaban correctas llegó el momento de montarlo en el chasis.  en este caso se trata de un viejo chasis de una fuente de poder switching de la firma Diamond  en la cual a primera vista pensé que era grande pero al montar todo quedó bastante apretado  aun así esto es algo positivo ya que recordemos que quiero que este amplificador sea lo más compacto posible para poder transportarlo en avión hasta su destino final Mendoza Argentina.

Un amplificador modular 

Algo que creo no había explicado al comenzar este artículo es que este proyecto va a ser del tipo modular. Por un lado vamos a tener la parte de RF donde se produce realmente la amplificación, luego vamos a tener otro módulo con la fuente de poder y luego otro módulo con el filtro pasa abajo (LPF). De esta manera si algo falla es más fácil de reemplazar o de diagnosticar ya que recordemos probablemente esta operación no vaya a ser realizada por mí, sino por algún colega o por algún familiar con escaso conocimiento radiotécnico. 

( CONTINUARA )