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AL-811H HF Linear Amplifier 수리
2016년 10월 1일 HL3EHK
아마추어무선용 진공관(Tube) 앰프 내부는 고압이 흐르므로 접촉시 생명을 잃게 됩니다. 제발 조심하시고 초보자는 전문가에게 수리를 맡기기 바랍니다. 아래 원인별 수리방법을 소개합니다.
I. AL-811H 사용중 열화(degradation, 노후화) 된 부품 수리
2016년 10월 1일 수리
준비물 - 고압 Capacitor 0.001uF (=1000pF)/7.5kV 대체품, 그리드 저항 2watt 47 ohm, 811A Tube, BW-100, WD-40.
1) 원인
금번 수리하는 HF Linear Amplifier AL-811H는 사용자의 잘못된 운용습관에 의해 발생되었습니다.
송신기(Exciter)로부터 과도한 입력(100w)으로 인해 AL-811H 내부의 커플링 커패시터 0.001uF 의 딱~아크소리 같은 파손이 몇달 전부터 발생하면서 처음에 첫번째, 몇달뒤 두번째 고압 커패시터가 파손됐으며,
이후 진공관 811A 아래에 붙은 2watt 그리드 저항의 폭발 소리- 불빛이 번쩍거리면서 강력한 스파크 소리로 내부 회로 파손이 일어나면서 순차적으로 진공관 열화(degradation, 노후화) 및 파손이 일어났습니다.
매뉴얼상 리그에서 리니어앰프에 입력시키는 출력 최대치는 85w입니다. 과도한 입력은 진공관앰프의 부품을 파손시킵니다.
제가 회로 전문가가 아니라서 엔지니어가 설명할 수 있는 구구절절한 회로설명은 생략합니다. 단지 깨진 부품을 찾아내서 응급조치하고 교체한 후 상태를 확인하는 원시적인 수준입니다.
2) 파손 부품 확인
Tip) 해체후 조립을 위해 반드시 필요한 것은 사진 촬영입니다. 휴대폰으로 여러 각도 사진 촬영을 하면 조립시 매우 큰 도움이 됩니다. 프로 전문가들도 이렇게 합니다.ㅎㅎ
고장난 리니어앰프를 전원 차단후 전원부 전해콘덴서의 방전이 끝날 때까지 한참 기다렸다가 Cover를 열어 앰프 내부의 모든 부품을 자세히 살펴 봅니다.
휴즈 나간 것은 없으며, 진공관이 열화(degradation, 노후화) 되었습니다.
참고로, 진공관 유리가 깨지거나 진공관 내부 부품 Short가 발생하면 리니어 앰프의 휴즈가 터집니다.
그리고 파손된 그리드 저항 2watt 47 ohm 과 커플링 고압 Capacitor 0.001uF(=1000pF)/7.5kV 가 발견됩니다.
저항은 폭발할 때 섬광과 폭음이 들리며 파편 조각들이 바닥에 뒹굴고, 커플링 고압커패시터는 파손될 때 딱 소리가 크게 들리며 깨진 부위를 자세히 보면 하단에 금이 가 있습니다.
위 폭발한 47옴 저항이 후면쪽에 위치해 있어 편의상 후면부 저항이라 부르고, 아래 폭발하지 않은 전면쪽에 있는 47옴 저항을 전면부 저항이라고 부르겠습니다. 아래 전면부 저항은 외견상 열화(degradation, 노후화)되지 않고 멀쩡해 보입니다. 테스터로 47옴 나옵니다. 그러나 추후 테스트 도중 폭발하는 일이 발생하게 됩니다.
진공관 811A는 사용중 열화되면 진공관 내부가 검게 변하거나, 유리관에 구멍이 뚫리기도 합니다.
3) 부품 구입
그리드저항은 AL-811H 매뉴얼 회로도를 보니 R19~22, 정격이 금속피막(MO; Metal Oxide), 2watt, 5%, 51 ohm(녹갈흑)으로 표기되어 있으며 현재 파손된 저항은 47 ohm(황자흑)으로 되어 있습니다. 51옴~47옴 고민하다가 오차도 있으므로 비슷할 것 같아 현부품과 같은 47옴으로 결정합니다. 사실 47옴이 조금 더 구하기 쉽습니다.
커플링 고압커패시터는 매뉴얼에 C13, C31에 0.001uF, 7.5kV, Disc 로 표기되어 있습니다. 커패시터의 색상은 현부품이 주황색인데 시장에 나와 있는것은 10kV, 청색으로 색상은 무방합니다.
이후 인터넷 구입처 디바이스마트에서 금속피막저항 2watt 47 ohm 개당 50원 20개, 고압커패시터 0.001uF(=1000pF)/10kV 개당 400원씩 10개 구입합니다.
811A 진공관도 이베이 홍콩딜러 통해 중국산 Shuguang(서광) Tube를 구합니다. 납기 3주 소요. 송료포함 4개 총 $127. 왼쪽 첫번째 내부 보시면 고정 스프링 2개중 한개가 튀어나와 불량처럼 보입니다. (스프링 튀어나온 Tube는 추후 양품으로 특채되며, 나머지 3개중 1개가 필라멘트(히터) 불량으로 판명됨.)
4) 동일한 외국 사례 참조
외국에서도 동일한 그리드 저항 파손 현상에 대해 외국사례를 참조하기 바랍니다.
http://www.eham.net/ehamforum/smf/index.php?topic=33086.0;wap2
[Alan, K0BG 조언]
AL-811H에 사용된 2watt, 47옴 그리드저항들은 훌륭한 부품 적용이다. AL-811H 회로도를 보면 그리드저항들은 커패시터들과 함께 Tube의 그리드와 Ground 사이에 연결되어있어 전류의 흐름을 바꾸어 준다는것을 알것이다. 진공관의 그리드가 열화로 축쳐져서 플레이트에 접촉하면 그리드 저항이 파손될 것이다. 이 파손은 Power Supply를 보호하기 위한 헌신적인 휴즈라고 불러야 한다.(만약 그리드저항이 파손되지 않으면 대전류가 값비싼 트랜스포머를 파괴할 것이다) 그리드 저항이 50옴 혹은 51옴이든지 47옴조차도 대부분 같은 저항치라면 큰 차이점은 없다.
[Dana, W1LC 의견]
금속피막저항 2watt 51옴(R19~22)인 그리드저항이 파손될 때(회로상 Open) 811A Tube는 근본적으로 차단되고, 복구될 때까지 RF 부하를 공유하지 않는다.
귀하는 이런 저항들이 파손될 때(회로상 Open) 송신기에 의해 보여진것 같은 리니어앰프의 입력저항의 변화에 대응하는 현상들 즉, 리니어앰프에 입력되는 SWR 값의 증가와 출력 파워의 감소 현상들을 조금 혹은 중요하게 알아 차릴수 있다.
파손된 그리드 저항을 3watt, 51옴으로 교체 했더니 증상이 반복되지 않는다는 내용이며 W2LC의 AL-811H Tube는 572B를 사용한다.
(역자주- 572B Tube를 사용하므로 811A 사용하는 상황과 다를수 있어 3watt 저항으로 교체는 추천하지 않습니다. 572B Tube를 사용하면 출력이 1kW 에 근접합니다.)
5) 부품 수리와 진공관 교체
아래 사진중 폭발한 후면부 저항 47옴 2개와 커플링 고압커패시터 0.001uF(=1000pF)/7.5kV를 제거하고 신품으로 교체합니다. 전면부 저항은 폭발하지 않아 일단은 교체하지 않았습니다.
그리고 진공관은 4개 모두 교체해야 제 출력을 내지만 이번에는 4개중 3개는 신품으로 교체하고, 하나는 기존 쓰던 것중 상태가 제일 낳은 Tube를 재사용해 홀더에 꽂았습니다. 왜냐하면 스프링 이탈한 신품 Tube가 고장이라고 판단해서 안쓰고 기존 쓰던 것을 꽂았습니다.
그리고 교체하면서 내부 부품 세정 실시합니다. 접점부활제 BW-100으로 접촉부, 스위치, 셀렉터, 에어바리콘, 컨넥터, 진공 릴레이 접점부분을 세정하고, WD-40는 ALC볼륨등을 세정합니다.
6) 테스트하면서 재폭발
전원을 넣기 전 그리드 저항이 또 터질수도 있어 상부 커버를 덮습니다. 또한 커버 열어 놓고 작업시 접촉하면 사망합니다. 어떤 경우에도 조심 조심.
전원을 넣자마자 폭발하지 않았던 전면부 저항 47옴 1개가 다시 빵~하고 섬광을 내면서 폭발합니다. 오마이갓!
전원을 끄고 10~20분 기다리며 전원부 전해콘덴서의 방전이 끝날 때까지 기다렸다가 커버를 다시 열고,
폭발한 전면부 저항 47옴 2개를 모두 교체합니다. 1개는 안터졌다고 교체 안했다가는 또 폭발할 겁니다.
납땜시 고전압 방전은 끝났지만 여전압이 남아 접촉되면 죽을 수도 있어 식은 땀이 납니다.
Cover 덮기 전에 전면부 그리드 저항이 폭발한 원인을 잠깐 생각해 봅니다. 기존 진공관 1개 쓰던 것을 꽂아서 그런 것일까? 아니면 그리드 저항의 열화(degradation, 노후화)인가?
고민하다가 다시 Cover를 덮고 전원을 넣으니 더이상 폭발하는 부품은 없습니다. 저항의 열화로 보입니다.
이제 수리는 된듯 합니다.
7) 증폭불가
수리가 완료된 듯하여 Exciter(송신기)에 연결하여 출력 증폭 테스트를 해봅니다.
Cover가 씌여 있어 내부를 확인 하기 어렵지만 현재 진공관은 신품 3개와 기존품 1개가 튜브홀더에 장착되어 있습니다. 전원을 넣고 Cover 에어홀을 통해 내부를 보니 진공관 히터 불빛이 3~4개 보입니다. 정확하게 4개가 보여야 하는데 자세하게 보이지는 않습니다. 어쩔수없이 송신테스트 들어갑니다.
Exciter(송신기)를 연결하여 송신을 해보니 증폭이 되질 않습니다. 최대 100w도 안나옵니다.
리니어앰프 후면 ALC Level 이 안맞으면 증폭이 되지 않으므로 좌우로 조정해도 똑같습니다. 이상합니다..
전원을 끄고 상부 Cover를 만져보니 뜨겁기만 합니다. Tube에서 열만 많이 나고 증폭이 안됩니다.
밤이 늦어 더 이상 테스트는 못하고 인터넷 검색을 통해 원인, 증상 자료를 찾아보지만 별 방법이 없습니다.
8) 재확인후 진공관 1개 불량
다음날 리니어앰프의 내부 상태를 확인하기 위해 Cover를 열고 정류다이오드를 테스터로 확인해도 이상없는듯..
부득이 Cover 열고 전원투입하여 내부 확인키 위해 전원차단 Circuit Braker를 못쓰는 PCB를 이용해 On으로 놓고 확인 들어 갑니다. 이제 고압이 흐르므로 죽을수 있어서 비지땀이 다시 납니다. 조심 조심
아뿔사! 꽂혀 있는 신품 진공관 3개와 기존품 1개중에서 신품 1개의 필라멘트(히터) 불빛이 안보입니다. Tube의 필라멘트 불량! 전원을 끄고 한참을 기다렸다가 고장난 Tube의 위치를 바꾸어 놓고 전원을 켜도 한번 고장난 Tube는 계속 고장입니다. 아하! 진공관 4개중 1개만 작동 안돼도 증폭이 안되는 군아!!
어젯밤에 Cover 에어홀 통해 내부를 보았을때 히터 불빛이 몇개인지 보는 것을 간과했습니다. 4개가 아님을 확인했으면 조금 빠르게 Tube 고장을 알수 있었을 겁니다.
아무튼 불량 진공관을 빼내고 어제 고장이라고 판단하여 쓰지 않았던 스프링 이탈한 신품 Tube를 그자리에 꽂습니다.
9) 수리완료
다시 전원을 넣으니 저항 폭발하는 일은 없고, Tube 4개의 불빛도 보이고,
Exciter(송신기)에 연결하고, 앰프 후면 ALC Level을 돌리니 출력증폭이 되어 500watt 정도 나갑니다.
기존 열화된 Tube 1개를 사용했기 때문에 최고 출력 700watt는 안나가지만 참 다행입니다. 추후 진공관이 입수되면 교체해야 하겠습니다. 수리완료!
PS. 2016년 12월 31일) 신규 중국산 진공관 입수후 출력을 재보니 최대 600w 나갑니다. 600w이면 매뉴얼 상에 있는 정격출력치입니다. 다만 고장 직전에 700w 나갔는데 중국제의 한계인지 모르겠습니다.
PS. 2018/02/10) 앰프 출력이 600w 나와 적게 나오는 원인은 Tuned Input Board 부품의 열화(degration) 혹은 파손으로 판단됩니다. Input Board의 L,C 부품을 교체하면 700w 출력될 것으로 생각됩니다.
참고로 리그에서 리니어앰프에 입력시키는 출력 최대치는 85w입니다. 과도한 입력은 진공관앰프의 부품을 파손시킵니다.
진공관 리니어앰프는 수명연한에 따라 고장이 나기도 하지만 이유없이 갑자기 고장증상이 발생하기도 하고, 사용자의 잘못된 사용방법에 의해 고장나기도 하므로 경험자이외에 초보자가 사용하기는 어렵습니다. 게다가 고전압이라 매우 위험합니다. 만일 초보자가 Troubleshooting(고장수리)에 익숙해지려면 많은 경험과 지식이 필요합니다.
II. 리니어앰프와 연결된 트랜시버의 작동시 수신 감쇄 및 잡음 소리
1) 증상
생산된지 오래된 리니어앰프에 트랜시버(리그)를 연결하여 앰프의 XMT(Transmit)를 가동후 수신상태로 릴레이가 복귀 될때 리그의 수신 시그널이 5~9에서 0으로 확 떨어지며 수신감쇄현상이 나타납니다. 또한 간간히 지지직~ 잡음소리가 동반되면서 수신 시그널이 올라 올 때도 있고 죽을 때도 있습니다. 앰프의 출력도 최대치가 안나옵니다.
몇일 지나도 똑같은 증상이 나타나서 도저히 사용할 수가 없습니다. 리그의 문제인지 리니어 앰프의 문제인지 모르겠습니다.
2) 해결방법
리그의 수신감쇄와 잡음의 원인은 리니어앰프의 TX-RX Relay 접점 접촉 불량입니다.
- 우선 리그=리니어앰프=안테나튜너에 연결된 모든 콘넥터, M형 젠더 콘넥터, 리셉터클을 BW-100으로 세정합니다. M형 젠더 콘넥터는 내부 심까지 해체하여 내부 그을음을 제거해 줍니다.
그러나 이렇게 해도 수신감쇄 증상이 해결되지 않을 겁니다.
- 그 다음에 리니어앰프의 TX-RX Relay 접점을 BW-100으로 세정합니다.
Relay 접점을 세정하기 위해 "-" 드라이버로 붙어 있는 접점의 간격을 약간 들어서(떼어서) BW-100을 투입하여 강력 세정합니다. 다른 Relay도 같은 방식으로 세정합니다. 하는 김에 Band Selector 접점도 세정해 줍니다.
- 완료후 앰프 케이스 볼트 체결하여 리그를 연결해서 리니어앰프의 TX-RX Relay를 가동시키면 깨끗한 수신음을 들을수 있습니다. 앰프의 출력도 최대치까지 올라갑니다.
다른 진공관 앰프를 사용시 리그에서 수신감쇄 현상 및 수신 잡음이 있다면 TX-RX Relay 접점을 세정해 보시기 바랍니다. 리그의 수신감도가 올라갈 것입니다. 추후 유지보수할 때도 Relay 접점을 세정해 놓으면 좋습니다.
[경고] 리니어앰프는 고압으로 감전사할 수 있으니 초보자는 직접 수리하지 마시고, 전문가에게 맡겨 수리하시기 바랍니다.