Een CPU koeler gebruiken voor een 23cm ATV eindtrap

PE1RQMEen tijdje geleden heb ik een eindtrapje gekocht van PE1RKI voor 23cm. Deze had ik zonder koelblok gekocht, dus daar moest ik nog wat voor maken. De eindtrap kan meer dan 80 Watt RF vermogen leveren bij 1 Watt input en misschien zelfs meer dan 100 Watt als je tot hem iets meer kietelt. Maar dat verschil is het risico niet waard. Dit is een één transistor uitvoering. De transistor is een onbekend type van Freescale, maar hij zal vergelijkbaar zijn met de MRFE6S9135H.

Om een geschikt koelblok te vinden, moest ik het rendement gaan berekenen. Ik heb de eindtrap voorzichtig gevoed op 24 Volt, al is hij gemaakt voor 28V 32 Volt (*zie opmerkingen in reactievelden onder dit artikel). Maar het viel me op, dat het RF vermogen maar nauwelijks toenam op 28V en de opgenomen stroom bleef ongeveer gelijk. Dat betekent maar één ding, dat blijkbaar de resterende 4V extra in warmte wordt opgestookt.

RF vermogen in dBm. De meter staat in dBr mode (relative), omdat ik een offset had ingesteld van de verzwakker. Anders zou het meetkopje oproken.
RF vermogen in dBm. De meter staat in dBr mode (relative), omdat ik een offset had ingesteld van de verzwakker. Anders zou het meetkopje natuurlijk oproken.

 

Stroomopname bij 24V en een Rf vermogen van 49,2dBm is 7,85A
Stroomopname bij 24V en een Rf vermogen van 49,2dBm is 7,85A

 

Het rendement van deze transistor zou je als volgt kunnen uitrekenen:

  • RF vermogen is 49,2 dBm, dat is 83,18 Watt
  • Het opgenomen vermogen uit de voeding is 24V x 7,85A = 188,4 Watt
    • Rendement: 83,18 / 188,4 = 0,44 x 100 = 44%

Dat is best goed eigenlijk. Bij 28V zou het rendement teruglopen tot ca. 37%. Het RF vermogen neemt dan nauwelijks toe. Geen idee hoe dat kan, dat moet ik nog eens navragen (als jij dat weet, wordt je reactie erg op prijs gesteld). << is gekomen, die onder.

Maar goed, ik moet dus meer dan 105 Watt opstoken in het koelblok. De transistor moet niet te warm worden. Eigenlijk had ik hem alleen maar voor de test op dat grote CPU koelblok liggen (ontworpen voor een processor/CPU in een PC) zoals de foto hierboven liet zien. Maar een dergelijk koelblok is juist ontworpen om heel veel wamte op een klein oppervlak weg te werken. Een CPU kan namelijk ook behoorlijk veel vermogen opstoken in warmte.

20150116-IMG_8267-400pxEn dit koelblok is speciaal ontworpen voor over-clockers, waarbij de CPU ook zo koel mogelijk moet blijven om stabiel te blijven draaien. De heatpipes voeren de warmte snel af naar een hele open radiator met een groot effectief oppervlak. Als daar ook maar een beetje lucht doorheen stroomt, wordt er heel veel warmte afgegeven aan de lucht. Daarom is een radiator van een auto ook niet gemaakt van een massief koelblok. De warmteoverdracht van de vloeistof in de heatpipes aan de radiator kun je wel een beetje vergelijken met een watergekoeld systeem. Het voordeel is, dat dit echter een dicht en onderhoudsvrij systeem is.

Voor de test had ik er nog geen ventilator tegenaan gezet. Even kort testen was mijn idee en de temperatuur goed in de gaten houden. Maar zelfs dan werd het geheel nog niet heel snel gevaarlijk warm. Pas na een redelijke tijd was de temperatuur van de gefreesde eindtrap behuizing ongeveer 50 graden.

Toen heb ik een grote 12x12cm ventilator gepakt, want daar is het koelblok ook voor ontworpen. Dat is tevens het formaat van de radiator van de zijkant gezien.

Hier zie je de ventilator draaien. Dit is een ventilator voor 24V en dat voedinkje is bedoeld om de snelheid (spanning op de ventilator dus) te kunnen verlagen.
Hier zie je de ventilator draaien. Dit is een ventilator voor 24V en dat voedinkje is bedoeld om de snelheid (spanning op de ventilator dus) te kunnen verlagen.

 

De tie-wraps zijn wat primitief. Ik moet nog eens wat mooiers verzinnen, maar dat heeft vooralsnog geen urgentie. Ik heb er wel een dun laagje koelpasta tussen gedaan overigens.

Deze “testopstelling” heb ik dus nu eens met ventilator laten draaien. Als de ventilator op 24 V draaide (maximale snelheid), dan kon ik geen opwarming meer waarnemen van het koelblok. De gefreesde behuizing bleef ook zo goed als koud aanvoelen. Met dat regelbare voedinkje wat je (geisoleerd) op de radiator ziet liggen (waar ik tevens een klein ingangsfilter voor heb gezet) kan ik de ventilatorsnelheid reduceren. Op ca. 7 Volt loopt de ventilator heel rustig en hoor je slechts een zacht briesje. In die situatie wordt het geheel maar ietsje warm!

Wat een enorme koelcapaciteit heeft deze koeler! De warmte wordt keurig afgegeven aan de omgeving en dat was ook wel merkbaar. Het koelblok voelde nog steeds redelijk koel tot licht warm, maar er hing gewoon een voelbaar warmtegordijn achter de opstelling. Wauw!

En het mooie is nog, dat dergelijke koelers niet veel geld kosten. Zoek maar eens op Scythe Mugen. Dat model wordt niet meer gemaakt (wel een opvolger), maar dan heb je een uitgangspunt. Standaard worden ze trouwens met een 12V ventilator geleverd, dus dan moet je wel even een spanningsregelaar monteren.

Nog een paar foto’s:

20150116-IMG_8253-1500px20150116-IMG_8266-1500px

4 gedachten over “Een CPU koeler gebruiken voor een 23cm ATV eindtrap

      • ja dat was wel vreemd, de versterker zou zelfs bij 31 volt moeten stoppen met meer power maken.
        hij is gemaakt voor 32 volt.
        als je hier in de buurt komt dan kan ik de versterker wel nakijken en eventuele veranderingen aanbrengen.

        • Ok, we kunnen eens kijken. Hij lijkt wel vrij makkelijk het vermogen te doen wat ik er van verwachtte. Of had je hem ontworpen voor meer dan die 83W die ik er nu zonder persen en meten uit haal? Op 28V zit ik al vrij dicht tegen de 50dBm aan hoor. Een meetfoutje en je bent er :)

          Ik neem over een tijdje anders nog wel even contact met je op, want ik wil ook nog eens een betere 13cm eindtrap (ca. 50dBm). Ik heb nu een crappy ding wat net 10dB gain doet. Daar zit een FET in voor de 2170MHz (mrf21045). Ik heb hem gekocht als 1W in, 25W uit van iemand, maar dat is dus 10W op dit moment. Hij was ook niet duur, hi.

          Komt tijd komt raad Bert :) Ik zit nu even na te denken over een antennemast. Dat eerst even afronden.

          Bedankt voor je input.

Een reactie plaatsen