Porucha lineárního zesilovače Ameritron ALS-500

Lineární zesilovač Ameritron ALS-500 je jednostupňový polovodičový zesilovač pro krátkovlnná amatérská pásma od 160m do 10m. Koncový stupeň je osazen čtveřicí tranzistorů Toshiba 2SC2879. Jmenovité napájecí napětí zesilovače je 13.8 V a při tomto napětí zesilovač odevzdá do zátěže výkon kolem 500 Wattů. Před tepelným přehřátím a vyšším VSWR ochrání výkonové polovodiče vestavěné ochranné obvody. Jednotlivá pásma je nutné přepínat manuálním přepínačem. Pokud např. zapomenete přepínač v poloze pásma 80m (tj. do 4.4 MHz) a zavysíláte si do zesilovače na pásmu 40 metrů, spolehlivě zničíte alespoň jednu dvojici polovodičů. Polovodiče lze vyměnit bez demontáže desky. I tak přijde oprava na necelé 3000,- Kč za párovanou čtveřici tranzistorů 2SC2879. Proto doporučuji neobsluhovat zesilovač po více než dvou pivech, hi ...

Nedávno se mi však vyskytla zajímavější porucha. Lineár svým zkratem dokázal odpojit 80-ti ampérový spínaný zdroj. Očekával jsem, že opět budu muset měnit čtveřici Q201 až Q204. Po demontáži horního deklu (milión šroubků) jsem zesilovač prohlédl. Také byl cítit slabý zápach od spálené plastické hmoty. Mezi napájecími svorkami bylo možné naměřit ohmmetrem zkrat. Od napájecího konektoru vedou dva tlusté vodiče přes ampérmetr na desku výkonového zesilovače. Zkrat vykazovala pouze jedna větev. Po podrobnější prohlídce jsem viděl, že se na mě "směje" rozvalený polyesterový svitkový kondenzátor - viz schéma a fotografie:

Pravděpodobná příčina

Musím zde napsat, že se jedná jen o spekulaci. K poruše došlo při dlouhodobých zkouškách miniaturních balunů, které jsem testoval výkonem přesně 200 Wattů na kmitočtu 3500 kHz do umělé zátěže. Teplota výstupního vzduchu z lineáru byla nepatrně vyšší než 40°C, ventilátor funěl, ale teplota se dále nezvyšovala. Domnívám se však, že došlo postupně k částečnému vyschnutí paralelního elektrolytického kondenzátoru, který částečně blokoval HF energii na napájecí lince. Vyšší zvlnění více namáhalo svitek z nepříliš kvalitního dielektrika a dielektrikum zátěž nevydrželo tepelně. Po zkratu v kondenzátoru došlo k odpojení od zdroje. Příčinou pravděpodobně tedy byla vyšší tepelná zátěž, než se použitým kondenzátorům líbilo.

Oprava a modifikace

Vyměnil jsem svitkové i elektrolytické kondenzátory v obou větvích lineáru (viz součásti v kroužku na schématu). Nepoužil jsem originální díly, ale nahradil jsem elektrolyt v každé větvi dvojicí kondenzátorů s nízkým ESR a oba polyesterové svitky jsem rovněž nahradil dvojicí s poloviční kapacitou. Zesilovač funguje jako před poruchou.

Dále jsem na zesilovači provedl modifikaci známou z jiných zařízení (upravoval jsem takto např. Kenwood TS-2000 a Icom 706 MK2). Zapojil jsem odpor o hodnotě 100 Ohmů paralelně ke spínacímu tranzistoru ventilátoru. Ventilátor trvale tiše běží s nižšími otáčkami i při příjmu. Díky tomu se trvale lépe ochlazuje vnitřek zesilovače. Odpor jsem naletoval ze strany spojů na desku "Bias board". Schéma úpravy je zde:

Závěr

Lineár Ameritron ALS-500 je nepříliš drahý a snadno opravitelný lineár s klasickými prvky. To je bezesporu velkou výhodou zesilovače. Použité polovodiče však nepatří k nejlevnějším, ale jsou na trhu dostupné. Montáž však není příliš estetická, připomíná mi amatérské konstrukce realizované v dobách před 30 léty. Nicméně, pokud je zesilovač v pořádku, funguje docela dobře. Podle spektrálního analyzátoru dává docela čistý signál. Když jsem dělal SSB, protistanice mě ubezpečovaly, že signál je uzoučký, bez spletterů. Tranzistory odolávají i určitému nepřizpůsobení. Zásah od vyššího VSWR jsem si individuálně nastavil na vyšší hodnoty, nikdy jsem kvůli hodnotám VSWR mezi 1.5 až 2.5 polovodiče nezničil. Mým zvykem však je, že před zapnutím lineáru VSWR vždy kontroluji a pokud je VSWR vyšší, než 1.5, lineár nezapínám. Při provozu RTTY lze samozřejmě zesilovač vybudit na výkon vyšší než 500 Wattů. Čistý signál je do cca 400 Wattů, ale kvůli tepelné bilanci lze ALS-500 přiměřeně používat do výkonu cca 200 až 250 Wattů.

Poznámka:
Po zveřejnění tohoto článku jsem prováděl opravu pro hama z OK. Bylo třeba vyměnit jednu dvojici poškozených tranzistorů. Náhradní sadu však měl od firmy DEI. Vyměnil jsem všechny 4 polovodiče, ale dva z původních Toshiba 2SC2879 byly v pořádku. Do 14 dní se mi zesilovač do dílny vrátil. Dva tranzistory byly poškozené. K opravě jsem použil dva původní polovodiče Toshiba a jeden pár Toshiba jsem koupil na ebay. Zesilovač byl opraven pouze pomocí dvou párovaných dvojic. Na spektrálním analyzátoru je signál čistý a zesilovač, zdá se, funguje dobře. Příčinu této poruchy se mi však nepodařilo objasnit a pouze se domnívám. Zmíněný HAM používá k napájení gelový akumulátor 12V/20Ah s menším síťovým zdrojem. Během vysílání určitě nebylo na svorkách napětí vyšší než 13.8 V. Zjistili jsme však, že při plném nabití baterie bylo napětí vyšší než 14.1 V a nabíječ dával naprázdno také nepatrně přes 14.1 V. Usoudili jsme, že polovodiče od firmy DEI nejsou ekvivalentem 2SC2879 od Toshiba a jimi osazený zesilovač bude pravděpodobně mnohem háklivější na překročení napájecího napětí i hodnot VSWR.