CARGA NÃO IRRADIANTE PARA POTÊNCIA

Carga não irradiante para potência > 1,5 KW 

Seja para o experimentador, seja para o apenas "operador" uma carga não irradiante é ítem obrigatório na estação.

Existem diversas cargas comerciais a venda, todas muito boas : cargas boas

Porém cargas não irradiantes para potência elevada não são facilmente encontradas.

O que é uma Carga não irradiante ou Carga Fantasma? Basicamente é um sistema que possue uma impedância constante em função da frequência de trabalho e que permite dissipar a potência a ela entregue possibilitando assim efetuar-se a sintonia / teste de transmissores e lineares.

As cargas mais comuns são construídas com apenas alguns resistores de carvão ou resistores de metal film , enquanto que cargas não irradiantes de maior potência são construídas com resistores de óxido de Berílio ou óxido de Alumínio.

Desssa forma para obtermos os 50 ohms desejados de impedância necessitamos fazer alguma associação de resistores para obtermos o valor ohmico desejado bem como uma potência dissipada adequada as nossas necessidades .

As mais famosas são as cargas Palstar - DL5K ( http://www.palstar.com/en/dl5k/ ) e a Alpha 2000 ( http://www.rfconcepts.com/PRODUCTS/New-Products/Alpha-2000-Dummy-Load_2 ) , porem ambas são caras e de elevado custo de remessa.

Daí a idéia de confeccionar uma carga não irradiante que suporte uma potência elevada (> 1,5 KW) em modo contínuo com alguns recursos extras para garantir a performance e longevidade. Dessa forma as características dela são as seguintes:

- Suportar uma potência mínima de 1,5 KW continuamente por um tempo de pelo menos 2 minutos

- Possuir sistema de ventilação forçada para garantir o uso prolongado

- Monitoramento da temperatura das pastilhas de óxido de berílio

Eu escolhi utilizar duas pastilhas de 100 ohms x 800W que serão ligadas em paralelo, possibilitando assim uma carga não irradiante de 50 ohms com uma potência nominal de 1600 W . As especificações da pastílha escolhida pode ser vista aqui ( arq. PDF) . Para poder ter uma carga não irradiante que suporte potências elevadas ( > 1,5 KW) durante tempos relativamente longos as pastilhas de óxido de berílio são fixadas em um dissipador de calor de alumínio , sendo o conjunto colocado em uma caixa metálica com um sistema de medição de temperatura do dissipador e duas ventoinhas de PC controladas por um sistema que irá monitorar a temperatura do dissipador e "regular" a velocidade das ventoinhas.

As pastilhas foram compradas na internet pelo Ebay.

Indo por partes : 1o. a Carga !

As pastilhas foram fixadas em duas placas de cobre com 15cm x 5cm x 0,8cm. Foi utilizada uma barra de cobre vendida em lojas de material elétrico, pois essa barra de cobre é utilizada em quadros elétricos de distribuição predial. Depois ambas as placas de cobre foram fixadas em um dissipador de alumínio com as dimensões de 20cm x 15cm x 5cm. Foi aplicada uma fina camada de pasta térmica entre todas as superfícies metálicas. As placas de cobre foram fixadas ao dissipador de alumínio com 8 parafusos Allen M4x20 de aço inox.

A pequena peça preta entre as placas de cobre é um sensor de temperatura LM35 que será responsável pela leitura da temperatura do dissipador e controle de velocidade das ventoinhas que irão resfriar o conjunto. Segundo a especificação das pastilhas utilizadas a temperatura não deve ser superior a 110 graus centígrados, daí o suso de duas ventoinhas para melhorar a dissipação de calor. Observem o detalhe da fixação da malha do cabo coaxial ( RG213) . A malha foi soldada em uma folha de cobre que foi fixada as placas de cobre. O circuito de controle de temperatura pode ser visto abaixo:

O circuito foi montado em uma pequena placa de circuito impresso universal. O funcionamento é o seguinte:

Quando uma RF é aplicada nos resistores, o trafo T! capta uma amostra da RF, retifica e envia para o gate do transistor Mosfet IRF510, fazendo com que o rele RL seja energizado e com isso liga as ventoinhas porem com uma menor tensão sobre elas devido aos resistores R. Quando a temperatura no dissipador atinge 70 graus o sensor LM35 estará com um nível DC de saída de 700 mV, sendo esse valor DC comparado com o valor de tensão pré-ajustado pelo trimpot de 5K. Nesse momento o comparador de tensão LM393 muda o seu nível de saída para alto, fazendo com que o outro Mosfet IRF510 entre em condução, aumentando a tensão sobre as ventoinhas fazendo com isso que ocorra um maior fluxo de ar pelo dissipador, diminuindo assim a temperatura . Se a temperatura do disspador estiver acima de 70 graus, mesmo sem RF na entrada, as ventoinhas continuarão a girar em sua velocidade máxima, até que a temperatura caia abaixo de 70 graus.

Observações:

- O trafo T1 foi confeccionado utilizando-se um toroide FT-50 43 com 35 espiras de fio esmaltado 0,4mm

- Os resistores R são de 100Omhs x 2W ( metal film) , sendo que o seu valor pode ser alterado dependendo da velocidade das ventoinhas ou do nível de ruído que elas gerem

- Para alimentação da placa e das ventoinhas utilizei uma pequena fonte chaveada de 12V x 1,5A

Abaixo uma imagem da carga montada com a placa de CI do controlador de temperatura , fonte de alimentação. A caixa foi aproveitada de uma fonte chaveada 48Vx20A , que foi utilizda na montagem do linear EB-104 de 600W com transistores MRF150:

Aqui uma foto do trafo T1, montado em uma pequena placa logo na entrada de RF:

Aqui uma foto da carga não irradiante totalmente montada:

fonte py2ne