Akkubetrieb mit dem FT-817

 

Wie ich schon im Artikel zur Modifizierung des FT-817 internen Akkuladers schrieb, halte ich die Benutzung der internen Akkupacks beim FT-817 für wenig sinnvoll. Bedingt durch Spannungsabfälle an den Akkukontakten, Leitungen und Leiterbahnen kann man die vorhandene Akku-Spannung nicht voll ausnutzen. Dies betrifft besonders die Eigenbauvariante der Batteriehalterung, deren Ladefähigkeit durch Entfernen des grünen Drahtes erreicht wurde. Die originalen Akkupacks sind intern verschweißt und haben dadurch einen deutlich geringeren Spannungsabfall im Sendebetrieb. Leider ist ihre Ladekapazität mit max. 1,4 Ah auch nicht gerade umwerfend, während es bereits serienmäßig NiHM-Akkus bis 3,5 Ah zu kaufen gibt. Ob diese Kapazität aber über die gewohnte Lebensdauer von 800 Ladezyklen zu erreichen sein wird, bleibt abzuwarten. Es ist aus den genannten Gründen deshalb sinnvoller, die Akkuspannung extern einzuspeisen.

Der FT-817 erreicht bereits mit 9,6 V seine nominelle Ausgangsleistung von 5 W. Eine Erhöhung der Betriebsspannung erhöht die Ausgangsleistung kaum noch, steigert aber erheblich die Verlustleistung der PA-FET´s. Da bekannt ist, dass der FT-817 sehr allergisch auf hohe Betriebsspannungen reagiert, sollte man die Betriebsspannung so gering wie möglich halten. Ein guter Kompromiss sind 11,5 V, denn bei dieser Betriebsspannung werden die blinkenden Balken der Leistungsanzeige bei 5W im Batteriebetrieb auf Daueranzeige umgeschaltet.

Die Preise der Akkus in NC-NiHM-Technologie steigen mit größeren Kapazitäten überproportional schnell an. Die modernere LiON-Technologie ist noch teurer und hat Probleme im vorliegenden Spannungsbereich größere Ströme über längere Zeit zu liefern. Deshalb werden Laptops in der Regel mit höheren Spannungen betrieben, die dann durch DC-DC-Wandler auf die benötigte Betriebsspannung reduziert wird.

Es wird daher vorgeschlagen, einen Blei-Gel-Akku mit 12 V; 7,2 Ah zu verwenden. Die Technologie dieser Akkus ist erprobt und der Einkaufspreis moderat. Es gibt aber Probleme, die den Einsatz dieses Akkus erschweren. Diese werden im folgenden Beitrag genannt und Möglichkeiten zu ihrer Umgehung aufgezeigt.

Dies ist zum einen die Ladeschlußspannung von 13,8 V, deren Höhe den FT-817 gefährdet. Nun könnte man die Akkuspannung mit einem Low Drop-Spannungsregler (geringer Spannungsabfall (<= 1 V, normal sind >= 3 V) über dem Lasttransistor) auf die gewünschten 11,5 V reduzieren. Sinkt jedoch mit der Entladung die Akkuspannung, so wird bei 12 V die minimale Betriebsspannung für den Spannungsregler unterschritten. Eine vollständige Entladung des Akkus ist damit nicht möglich. Nun kann man die Betriebsspannung auf z.B. auf 10,5 V senken und hat so das Problem gelöst, man muss aber die blinkende Leistungsanzeige in Kauf nehmen. Eine solche Lösung wird auf eine anderen Seite dieser Homepage vorgestellt.

http://www.dm2cdb.homepage.t-online.de/ueberspannung.htm

Nachteil einer solchen Lösung ist der schlechte Wirkungsgrad bei der Akkunutzung und die ständig auftretende Verlustleistung im Spannungsregler.

Durch den Einsatz eines DC-DC Wandlers kann der Wirkungsgrad erhöht werden. Dabei müssen Maßnahmen zur Störunterdrückung berücksichtigt werden, um auch weiterhin den Empfänger nutzen zu können. Problematisch ist auch hier die gewünschte Betriebsspannung des FT-817 von 11,5 V, da man oberhalb der Wunschspannung einen Step-Down (Abwärtsregler) und unterhalb einen Step-Up-Schaltregler (Aufwärtsregler) benötigt, deren Funktion stufenlos umgeschaltet wird. Eine solche Lösung ist relativ aufwendig.

Handelsübliche Schaltregler benötigen mindestens 3 V zwischen Ein- und Ausgang, um funktionieren zu können. Das bedeutet, dass damit beim Einsatz als Step-Down Regler nur eine Ausgangsspannung von 11 V (Mindestakkuspannung) - 3 V = 8 V möglich ist. Es bleibt also nur die Hintereinanderschaltung eines Step-Up-Schaltreglers, um die Akkuspannung anzuheben und einen Step-Down-Schaltregler, um die gewünschten 11,5 V für den FT-817 unabhängig vom Ladezustand des Akkus bereitstellen zu können.

USW 525 ELV
Eingangsspannung 7 - 25 V
Ausgangsspannung 4 - 25 V
Ausgangsstrom max. 5 A
Wirkungsgrad bis 97 %
Abmessungen 76mm x 65,5 mm

Im Heft 5/2006 der Zeitschrift ELV-journal wird auf den Seiten 54 - 58 eine Schaltung vorgestellt, die die angesprochenen Probleme mit einem Schaltkreis des Typs LTC 3780 der Fa. Linear Technology löst. Die Leistungsfähigkeit spricht für sich.

Die weitgehend mit SMD-Bauelementen fertig bestückte Leiterplatte des Typs USW 525 ist bei der Fa. ELV Elektronik AG in Leer zu erwerben. Es bleibt also nur noch der Einbau in ein Metallgehäuse und die eventuell erforderliche Ergänzung von EMV- Störschutzmaßnahmen. Baut man den Akku, dessen Überwachungstechnik (Volt- und Amperemeter) und den DC-DC-Wandler in ein Gehäuse ein, so erhält man eine kleine transportable Stromversorgungseinheit. Wer viel Platz hat, kann natürlich auch noch die Ladeelektronik einbauen.

Weitergehende Ideen zur Stromversorgung des FT-817 findet man auch auf der Homepage von DL4NO, Alexander von Obert.

http://www.techwriter.de/thema/yaesuft-.htm

DM2LB hat den USW525 mit einem QRP-Transceiver Tramp getestet. Dabei wurde der USW525 mit den vorgesehenen Ferritringen zum Störschutz, aber ohne Metallgehäuse, in 3 cm Entfernung vom Tramp verwendet, ohne dass Störungen auftraten. Wie die Praxis bei anderen OMīs zeigt, sind die Störprobleme doch erheblich schwerwiegender, als es die Aussagen von DM2LB vermuten lassen. Deshalb sollte man sich überlegen, ob man das relativ teure USW-Modul verwenden will, wenn man keine Messmittel zur Störungseingrenzung besitzt.

 

QRP            Stromversorgung