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KX3 のヒートシンクと冷却について


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Elecraft社 KX3 は最大RF出力15Wという魅力的なトランシーバですが、発売当初のモデルは終段の冷却に問題があり、放熱器が改善された今でもRTTYの運用では不安を持たれているようです。

 






KX3 用純正放熱器が装着された状態のサーマル画像

【KX3を連続10W送信した場合の温度上昇】

 KX3 に外部電源を接続した状態で、10Wハイパワー連続送信を10分間継続した場合の、サーマル画像です。室温は25℃、周波数は7MHz、送信モードはTX DATA 、RF出力はDIAMOND ANTENNA の SWR POWER METER SX-600 を通して DL-50Aダミーロードに接続しています。
アルミのヒートシンクにほぼ一様に熱が伝わっているのがわかります。ファイナルトランジスタ付近は約40℃でした。
KX3(2016年06月購入)MCU 2.38 / DSP 1.37, 1-3-2015 で評価しています。撮影には FLUKE の TI-100 を使用しています。

Elecraft KX3 Thermal Image

 

KX3を連続15W送信した場合の温度上昇について

連続10WならばSSB,CWはもとより、RTTYでも連続運用ができそうなので、送信出力15Wを確認してみました

Elecraft KX3 Thermal Image RFout=15W

 

 KX3で、15W 連続送信を5分間継続した際のサーマル画像です。測定条件は上と同様に室温は25℃、周波数は7MHz、送信モードはTX DATA 、RF出力はDIAMOND ANTENNA の SWR POWER METER SX-600 を通して DL-50Aダミーロードに接続しています。
送信開始から5分後、ファイナルトランジスタ付近の放熱器温度は約45℃に達しKX3の保護回路が動作してRF出力は5Wにダウンしました。

KX3(2016年06月購入)MCU 2.38 / DSP 1.37, 1-3-2015 で評価しています。 撮影には FLUKE の TI-100 を使用しています。

RF出力15W、クーリングファンを使用しました

 
Elecraft KX3 RF15Wout with Cooling Fan Thermal Image
  
 KX3 連続15W送信し、KX3の放熱器から3cm離して25mm角の軸流ファン2台でクーリングしています。ファンの電源は18650リチウムイオン電池1本(3.6V)からDC-DCコンバータで5Vに昇圧しファンを駆動しています。風速 2m/s 以下の弱い風です。これ以外の条件は上と同様で、室温は25℃、周波数は7MHz、送信モードはTX DATA 、RF出力はDIAMOND ANTENNA の SWR POWER METER SX-600 を通して DL-50Aダミーロードに接続しています。
送信開始から10分後、ファイナルトランジスタ付近の放熱器温度は約43℃、RF出力は15W継続していました。

KX3(2016年06月購入)MCU 2.38 / DSP 1.37, 1-3-2015 で評価しています。撮影には FLUKE の TI-100 を使用しています。

冷却に使用したクーリングファン

18650Cooling fan for KX3 
<結論>気温25℃以下の10W運用ならばElecraft純正の放熱器でパワーダウンせず運用可能。コンテストでは電動ファンを使用すべきでしょう。
 
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【Tips】

 サードパーティー製のヒートシンクに換装しているブログをいくつか見ていて、換装した結果について具体的に計測した記事が見つからなかったので、ちょっと確かめてみました。私が入手した KX3 は、初めからヒートシンクも、スピーカのサランネットも付いていたので特に問題を感じていませんでした。 電動ファンを近づけることで ヒートシンクの表面温度は 2℃ ほど下がりましたので、10W運用でもコンテストで連続運用する場合は、電動ファンを動作させようと思います。ここで使用している電動ファンは自作で、5V25mm角ファン2台をUSBから充電・保護回路を備えた18650用のパワーバンクケースに組み込んでいます。