Ich habe speziell am QDX mit der Endstufe etwas gebastelt und habe mir folgende Meinung gebildet:
- Eine deutliche Limitierung erfolgt durch das Gehäuse. Es kann nur eine begrenzte Wärmemenge abgeben. Dadurch steigt die Innentemperatur. Bei handwarmen Gehäuse zeigte ein Temperatursensor nahe den Transistoren schon 55°C, die ganze LP um die Endstufe nimmt ähnliche Temperaturen an. (Beim QDX liefern die analogen Regler einen nicht zu vernachlässigenden Wärmeeintrag)
- Die Restspannung des BS170 steigt bei Strömen über 300mA deutlich an, dadurch steigt die Verlustleistung. Hohe Temperaturen verschieben das Ganze zu ungünstigeren Werten. Zusätzliche Kühlflächen an den FETs bringen sehr wenig, weil die Wärme sich im Gehäse staut. und die FETs schon im Normalbetrieb im Grenzbereich arbeiten, sich bei FT8 z.B. schon innerhalb eines Sendezyklusses mangels Wärmeträgheit stark aufheizen. Höhere Spannungen brachten ähnliches, wahrscheinlich steigen dann die Umschaltverluste. Miniaturisierung hat ihren Preis.
Meine Meinung: Die Minis sind als QRP-Gerät konzipiert, und bei 7-8W (QDX, beim Test mit zusätzlicher BIAS-EInstellung und Kühlung sowie je 3 parallelen FETs) lebte keine meiner Modifikationen längere Zeit. Irgendwann knallt es im FT-8-Betrieb, auch bei guter Anpassung. Da der Treiberschaltkreis original direkt angekoppelt ist, kann dann auch die durch den FET durchgereichte volle Betriebsspannung ihn zerstören. Es braucht für mehr Leistung auch ein Mehr an der Endstufe und eine leistungsfähigere Kühlung. Ich sehe das Problem nicht in der höheren Spannung an sich, sondern in der durch höheren Strom + Umschaltverluste ansteigenden Verlustleistung.
Wer seine BS170 bei Reichelt nachbestellt, die dortigen Typen haben geringere Kapazität und Ströme, 3V Threshold-Spannung und schnellere Schaltzeiten und kommen in der Endstufe schneller an ihre Grenzen.
73 Reiner
Das ist sehr aufschlussreich. Danke Reiner!
Ich habe einen LB-QDX mit 9V und einen HB-QDX mit 12V.
Für den Betrieb des QDX 12V habe ich einen Aufwärtsschaltregler in Reihe mit einem Abwärtsschaltregler. Also von 10,5V bis 14,2V auf 19V hinauf und dann auf 12V wieder herunter. Jetzt habe ich einige Drok-up-down-converter aber die waren noch nicht verfügbar als ich meine QDX aufbaute. Ich wer nicht überzeugt, dass das einwandfrei funktionieren würde aber habe es einfach ausprobiert. Die Anordnung ist tatsächlich stabil über den gesamten Spannungsbereich. Das ist garnicht selbstverständlich, da hier ja eigentlich 2 Regelkreise gegeneinander arbeiten.
Der Low-Band-QDX mit 9V Versorgung ist da einfacher. Es braucht ja nur einen Abwärtsregler.
Die Schaltregler bürden mir keinen zusätzlichen Noise Floor auf hier in der Stadt. Auf dem Land weit ab von defekten Isolatoren von Mittelspannungsleitungen konnte ich die noch nicht ausprobieren.
Natürlich ist das alles wieder extra Gedöns für die Wanderer und Bergsteiger in meinem Anwendungsfall aber gegenüber Laptop und dessen Stromversorgung vernachlässigbar.
vy 73 de Eike
@Jens:
Ich hatte geschrieben QDX, fast gleiches Gehäuse, ähnliche Wärmeverhältnisse, ähnliche Endstufen, aber analoge Spannungsregler.
An meinem noch aufzubauenden QMX werde ich solche Versuche nicht durchführen, da erstens keinerlei Platz ist und ich zweitens das Risiko minimieren möchte, damit er mir hoffentlich lange erhalten bleibt.
73 Reiner
Hallo,
mein QMX (9V) ist jetzt fertig und läuft von 5MHz bis 21MHz wie zu erwarten (Ich habe anstelle der BS170 die etwas robusteren TN0110 eingebaut). Ich habe mich mal speziell mit den Temperaturen an der Endsufe beschäftigt, gemessen mit einem ca 1mm dicken Fühler zwischen den Transistoren bei 25°C Raumtemperatur.
Im CW-Betrieb blieben die Temperaturen dabei unter 50°C, wobei sie bandabhängig schwankten. Nur bei Dauer-CQ kamen sie auf nahe 50°C. Im normalen QSO-Betrieb dürfte die Einschaltzeit des Senders nicht über 25% kommen, eher weniger, und die Intervalle sind kurz gegenüber der thermischen Trägheit der Wärmeableitung. In FT8 stellten sich Temperaturen von 55°C bis zu 65°C ein (18/21MHz). Sie schwanken mehrere Grad im Rythmus der Sendezyklen, die mit 100% Einschaltzeit periodosch für Streß sorgen.
Eine zweite Einflußgröße ist die unterschiedliche Wärmeentwicklung auf den einzelnen Bändern. Dafür habe ich in einer Tabelle für jedes Band die Eingangsleistung minus Leitungsaufnahme bei Empfang minus Ausgangsleistung eingetragen. Die übrigbleibende Verlustleistung für die Endstufe war bei mir unterhalb 17m klein, aber auf 17 und 21 m relativ hoch. Genau auf diesen beiden Bändern habe ich dann auch die höchsten Temperaturen an der Endstufe gemessen, 10-15°C mehr gegenüber <17m.
Nicht zu vergessen: Das schwarze Gehäuse sieht gut aus. Aber es heizt sich in der Sonne stark auf (45°C sind schnell erreicht), das kann die verkraftbare Wärmeentwicklung deutlich reduzieren
Schauen wir ins Typenblatt (Belastbarkeit bei Gehäusetemperatur) BS170 (TN0110):
0,65W (1W) bei 25°C Gehäusetemperatur, bei 50°C noch 0,5W (0,8W) und bei 60°C Gehäusetemperatur 0,45W (0,7W). Ich denke, alles über 50°C ist auf Dauer kritisch.
Meine persönliche Meinung:
- In CW-Betrieb verkraftet der QMX die thermischen Belastungen gut.
- Im FT8-Betrieb sind diese Belastungen deutlich höher.
- Schlechter Wirkungsgrad/schlechtes SWR auf einzelnen Bändern erhöht dort die Belastung.
- Gerät (zumindest im Sommer) vor direkter Sonne schützen.
Hans, G0UPL, warnt nicht zu unrecht wegen dieser Abhängigkeiten vor erhöhter Betriebsspannung. In einem Kurztest mit FT8 und Ub=10V auf 21MHz lief die Temperatur bis zum Abbruch zügig Richtung 70°C
73 Reiner
Es geht um die Leistungsdifferenz, und mehr Spannung bringt im allgemeinen mehr Eingangsleistung und selbst bei gleichbleibenden Wirkungsgrad mehr Erwärmung. Gesamter Input minus Output, das bestimmt die Erwärmung. Die Frage ist, steigt mit mehr Spannung die Eingangsleistung stärker wie die Ausgangsleistung oder umgedreht. Die Ausgangsleistung allein sagt nicht viel dazu. Bei CW aufgrund der geringen anteiligen Sendezeit relativ unkritisch, anders bei FT8 aufgrund der relativ langen 100%-Sendedurchgänge., die Transisitoren können nur Wärmespitzen von wenigen Sekunden mitteln.
Ich habe in meinem QMX eine LED, die über Sensor vor Kühlflächentemperaturen über 50°C warnt. CW und FT8 auf den unteren Bändern keine Meldung, aber FT8 auf 21MHz (etwas schlechterer Wirkungsgrad) nach 6-7 CQ-Rufen volles Leuchten.
Letztlich kann jeder machen, was er will. Ich wollte nur auf die Temperatur an der Kühlfläche verweisen. Wenn man sie nicht mehr anfassen kann, wird es auf Dauer eng. Das Schöne ist ja,, dass man die Hauptplatine (mit Spannungsreglern) des QMX allein in Betrieb nehmen kann für Testzwecke.
73 Reiner
Ja, die Differenz. Es hängt zumindest bei mir stark vom Band ab. Bis 20m ist die Erwärmung relativ gering, aber auf 18 und 15m läuft er nicht so optimal und wird deutlich wärmer. Ob das überall so ist oder eine individuelle Eigenschaft meines Gerätes, kann ich nicht sagen, es zieht auf 18 und 15m auch etwas mehr Strom (bis 1,2A), und auch der Wirkungsgrad ist etwas schlechter.
Aber wie gesagt, bei CW bisher kein Problem, aber bei FT8 kann es eines werden, insbesondere, wenn man mal 1V mehr drauf gibt.
73 Reiner
Hallo an Alle!
Ich verfolge Eure Diskussion hier mit großem Interesse.
Am Wochenende will ich endlich meinen QMX Rev 1 von der letzten HAM bauen.
Irgendwo steht man muss sich entscheiden was man bauen will. Schwierig.
Ich habe 2 x LiFePo4 12,8 V 6 AH Akkus von Eremit. Die wären ganz nett.
Wie komme ich da auf 12 V? 1 oder 2 1N4004 in Serie? = 1.4 V Abfall? Oder nur eine?
Wie kommt Ihr auf 9 Volt? Mit den 18650 Akkus 3 Stück in Serie?
Ich möchte nur CW machen, auf keinen Fall FT8. Und das irgendwo in der Pampa.
Es sind also 2 Fragen - was ist jetzt besser 9 V oder 12 V und wie stellt ihr die jeweilige Spannung mit Akkus zur Verfügung.
73, Gerhard
Falls Du auch WSPR machen möchtest ist die 12V Version besser geeignet, denn die Ausgangsleistung kannst Du reduzieren mit Spannungsversorgung bis herab zu 7V. Bei der 9V Version hast Du dafür eine zu geringe Marge.
Für eine stabile, einstellbare Spannungsversorgung benutze ich DROK Spannungsregler. In meinem städtischen Störnebel hab ich damit keine Nachteile. In ruhiger Umgebung würde ich ein abschirmendes Gehäuse und Ferrite nach Bedarf verwenden.
Das schwarze Gehäuse sieht gut aus. Aber es heizt sich in der Sonne stark auf (45°C sind schnell erreicht), das kann die verkraftbare Wärmeentwicklung deutlich reduzieren
- Gerät (zumindest im Sommer) vor direkter Sonne schützen.
73 Reiner
Hi all,
die geringste Erwärmung in der Sonne hat gewöhnliches
Titandioxid-Weiss, weshalb es bevorzugt für den Anstrich
von Sternwartenkuppeln benutzt wird.
Gruß Jürgen DL2JMB
Wie kommt Ihr auf 9 Volt? Mit den 18650 Akkus 3 Stück in Serie?
Hallo Gerhard,
Ich hab meinen qmx (midband) in der 9V Variante aufgebaut und betreibe ihn mit 2 Li-Ion Zellen bei vollgeladenen Zellen mit max. 8,4V. Ich erreiche damit knapp 5W auf allen Bändern.
Hans wird irgendwann in der Zukunft auch noch einen Menüpunkt in der Firmware einfügen, mit dem man dann auch die Sendeleistung einstellen kann.
Vielen Dank für Eure Antworten.
@Eike KY4PZ / ZP5CGE
Sind das regelbare DROK Spannungsregler? Oder mit Festwert? Wo bekommt man die?
Stefan DL9TX
Welche Zellen sind das ? 3.2 V? Wenn ja - wieviel mAh verwendest du?
Grüsse Gerhard - DG6MCX
Die vostehende geposteten Schaltregler mit viel Klicki-Bunti sind verführerisch günstig. Was man auf der Abbildung nicht sehen kann, sind wirksame Entstörbauelemente, die kosten ja Geld. Wer im Funksektor damit arbeiten will, kann vielleicht unangenehme Überraschungen erleben.
73
Günter
Welche Zellen sind das ? 3.2 V? Wenn ja - wieviel mAh verwendest du?
Ich verwende die ganz normalen 18650 Li-ion Zellen mit 3,7V pro Zelle und 3200mAh Kapazität von Samsung oder LG.
Die Kapazität ist aber viel zu groß für meine Vorhaben, reicht für sehr viele Stunden Betrieb aus. Ich bin im Moment kleinere Zellen am testen die dann zur Gehäusegröße des qmx besser passen.
Die vostehende geposteten Schaltregler mit viel Klicki-Bunti sind verführerisch günstig. Was man auf der Abbildung nicht sehen kann, sind wirksame Entstörbauelemente, die kosten ja Geld. Wer im Funksektor damit arbeiten will, kann vielleicht unangenehme Überraschungen erleben.
73
Günter
Das schrieb ich ja, dass ich hier im Störnebel keine Aussage über Störungen machen kann. Sobald ich kann werde ich die zwei unterschiedlichen DROK Wandler, welche ich habe, auf Herz u. Nieren prüfen und Ergebnisse veröffentlichen. Im Moment fehlt mir die Zeit dazu.
