Projekt: 500W LDMOSFET-PA im Selbstbau (Teil 3)

Nach ein paar Tagen Zwangspause aufgrund defekter Technik konnte es nun endlich weitergehen.

Neues 50V-Netzteil eingetroffen

Pünktlich am 28.5.2024 kam nun also mein „Ersatz“-Netzteil an, da ja das erste leider ein technisches Problem hatte und bereits bei geringer Stromentnahme um die 3..4A die Spannung abregelte.

Es ist wieder ein Huawei R4850G2, damit habe ich ja nun schon genug geübt. Also alle notwendigen Modifikationen an dem neuen Netzteil durchgeführt – das Netzteil programmiert – ERFOLG. Dieses hat nicht mehr die Probleme des bisherigen, Spannung und Strom sind jetzt stabil, so wie es sein sollte und muß. Diesmal war ich schlauer und habe gleich noch ein zweites gekauft, um im Falle eines Falles diesmal gleich ein Backup-Gerät verfügbar zu haben. Man lernt ja in solchen Projekten schnell dazu und so teuer sind diese Geräte auch nicht.

Ebenfalls – weil bisher auch nicht „vorgesorgt“, habe ich mir noch ein Paar MRF300AN/BN hingelegt, falls es dochmal die MOSFETs erwischen sollte.

Milestone 4: Fertigstellung der PA-Basis und erste Inbetriebnahme

Im Grunde ist die PA nun vollständig zusammengebaut, alle notwendigen Baugruppen sind verdrahtet und installiert. Die Spannungsversorgung steht jetzt auch so zur Verfügung, wie sie benötigt wird.

Prototyp der LDMOSFET-PA mit 2x MRF300,
aufgebaut direkt auf dem Kühlkörper

Nochmals alle Basisparameter überprüft, BIAS-Stromaufnahme im Ruhezustand 400mA – das passt. Relais schalten auch alle, das antennenseitige Signalrouting TRX <-> PA <-> Antenne ist auch korrekt.

Zum Schluß noch die Installation eines temperaturgesteuerten 12V-Lüfters auf oder besser unter dem Kühlkörper zur besseren Wärmeabfuhr.


So, dann wären wir also soweit. Die PA ist soweit vorbereitet, um echten Betrieb zu machen. Da ich mit dem Lowpass-Filter noch nicht fertig bin, kommt erst mal einer meiner Bandpässe von HyEndFed zum Einsatz als Ersatz für das spätere Lowpass-Filter. Diese sind für 1kW konzipiert, ich besitze drei davon: 1x 80m Fieldday Series, 1x40m Fieldday Series Competition und 1x 20m Fieldday Series Competition. Diese hatte ich früher immer bei den Feldtagen von DF0BAU im Einsatz, wenn mehrere Transceiver gleichzeitig in Betrieb am Fieldday-QTH waren.

Erste Abstimmversuche mit 40W – ja, mein ATU stimmt alles korrekt ab, also jetzt langsam die Ansteuerleistung erhöhen. Klappt auch, 100W – 250W – 420W. Perfekt. Ausgangsleistung bei knapp 5W Eingangsleistung vom Hermes-Lite 2 etwa 420W.

400W Output, gemessen mit meinem SWR/Powermeter RX200
(Skalierung 3kW)

Als nächstes ein Test-QSO vereinbart – Dank an Alex/DL5PIR, der mit mir das erste SSB-QSO mit dieser PA „begutachtete“. Alles ok, Modulation sauber, keine Auffälligkeiten. Prüfung der Temperatur der PA – passt auch, etwas mehr als handwarm nach ca. 15min QSO-Klönschnack mit den vollen 400W.

So hatte ich mir das vorgestellt, die Feuertaufe hat diese PA schon mal erfolgreich bestanden. Ein weiterer Test auf 20m verlief ebenfalls erfolgreich, auch hier konnten ca. 420W Ausgangsleistung erreicht werden.

Heute in der FIRAC-Runde auf 40m konnte die PA ebenfalls zeigen, das sie gut funktioniert – das tat sie dann auch erfolgreich.

Damit ist nun der Hauptteil des Aufbaus dieser LD-MOSFET-PA erledigt, sie funktioniert so wie ich das erwartet hatte. Für mehr Ausgangsleistung müsste man die Ansteuerleistung noch etwas erhöhen, wobei 8W dann die Obergrenze darstellen. Aber mein Hermes-Lite 2, für den ja diese Endstufe gedacht war und ist, schafft eben nur knapp 5W. Deswegen gehen die 420W völlig in Ordnung – mir reicht das vollkommen aus, denn das Ziel lautete von Beginn an 100W -> 400W, also bisherige Leistung x4 oder +6db, also eine S-Stufe mehr als bisher.

Weiter geht es dann mit Teil 4, denn ich muss ja noch das Lowpassfilter bauen samt der notwendigen Steuerung per µC, welche wieder ein ESP32-µC übernehmen wird. Die Programmroutinen sind bereits fertig und kamen ja schon beim Umbau der Neptune-PAs erfolgreich zum Einsatz. Kostentechnisch blieb alles (fast) im vorgegebenen Rahmen, die Zusatzausgaben für zwei weitere Netzteile und die zwei „Reserve“-MRF300-MOSFETs waren zwar nicht eingeplant, gehen aber als „Lehrgeld“ oder auch „Vorsorge“ durch.

Mein Dank geht auf jedenfall auch an das Team von DX World Electronics aus Griechenland, die erstens solche bereits fast fertig bestückte und vor allen Dingen durchdachte Bausätze anbieten, die zum Aufbau einer kompletten PA erforderlich sind wie auch deren Service, denn alle meine Fragen wurden zügig und sehr kompetent beantwortet. Das sparte ungemein (Frei-)Zeit, denn die steht mir aus beruflichen Gründen nur sehr begrenzt zur Verfügung.

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