Een DC-DC omvormer van 250 watt
Om mobiel te kunnen werken was het nodig een DC-DC omvormer te maken, om uitgaande van een 12 Volt "boord-accu", de benodigde DC hoogspanning te verkrijgen. Onderstaand volgt een beschrijving hoe ik met 12 Volt DC een 250 Volt AC opwek. De frequentie is ± 3 kHz; we kunnen dus niet de transceiver, die 220 Volt AC 50 Hz nodig heeft, hierop aansluiten. Met deze 250 Volt 3 kHz worden de DC hoogspanningen gemaakt. De boord-accu zelf zorgt voor de eventueel benodigde gloeispanning.
Het principe bestaat uit een oscillator die op een frequentie van 2 à 3 kHz werkt. Het oscilleren vindt plaats door middel van een paar vermogens-transistoren. De spoel is gewikkeld rond een speciale ringkern.
In figuur 1 en 2 vindt u het schema in zijn eenvoudigste worm. Figuur 1 is met NPNtransistoren en figuur 2 met PNP transistoren uitgevoerd. Beide schakelingen worden gebruikt wanner er buizen in de ontvanger of zender voorkomen. In dat geval is er voor zenden dan wel ontvangen hoogspanning benodigd. Wordt er evenwel van een getransistoriseerde ontvanger gebruik gemaakt dan is het continu werken van de omvormer nutteloos en storend: we maken dan gebruik van het schema in figuur 3. Hierin wordt de omvormer tijdens het ontvangen uitgeschakeld.
Fig. 1.
Fig. 2.
Fig. 3.
Aantal windingen:
- 2 × 15 windingen voor de collector 1, 5 mm 0 bifilair;
- 2 × 10 windingen voor de basis 0, 7 mm 0 bifilair;
- 1 × 330 windingen voor de secundaire kant, wanneer 250 Volt wordt gewenst. Voor afwijkende spanningen of stromen moet het aantal wikkelingen en de draaddikte worden aangepast.
Het bifilair wikkelen wil zeggen twee draden gelijktijdig en gelijkmatig over de kern wikkelen. De twee uiteinden, die niet Ohms doormeten, verbinden we aan elkaar, dit is de middenaftakking. Zie figuur 4.
Fig. 4.
De in figuur 1, 2 en 3 getekende omvormer is geschikt voor een vermogen van 125 Watt. Willen we over 250 Watt beschikken, dan moet parallel aan iedere transistor een tweede worden geplaatst. Bases, collectors en emitters per stel aan elkaar verbinden. De transistoren moeten op een behoorlijk koelvlak worden gemonteerd, b. v. een geribbelde koelplaat van 20×8 cm. Bij mij zijn deze transistoren op de achterwand van de transceiver geplaatst, waarvan de wand 30×12 cm groot is.
Om de omvormer te laten starten moet er een stroom lopen door de basisweerstand, waarvoor de 330 Ohm weerstand in figuur 1 en 2 dient. In figuur 3 is deze weerstand vervangen door een elco met serieweerstand. Gedurende het eerste moment van starten zal er dan een stroom lopen totdat de elco is opgeladen. De omvormer zal daarna niet meer afslaan. Om nu ook een volgende keer weer te kunnen starten dient deze elco in de ontvangst periode te worden ontladen. Hiervoor werd een weerstand van 1 kOhm gebruikt; deze waarde is uiteraard niet kritisch. Om de omvormer aan en uit te zetten kunnen we gebruik maken van een relais dat de 12 Volt voedingsspanning maakt of verbreekt. Bij een SSB-transceiver, waar piekstromen van 25 Ampere kunnen lopen, dient het relais force afmetingen te hebben. Het is echter beter op een andere wijze het oscilleren van de omvormer mogelijk te maken. Met behulp van een eenvoudig kamrelais, 4 × wissel, onderbreken we eerst de basisaansluitingen en sluiten deze gelijktijdig kort. Oscilleren is nu met meer mogelijk. Er loopt nu nog wel stroom door de basisweerstand (draadgewonden potmeter van 30 Ohm). Om ook dit te verhelpen onderbreken we met twee stel contacten de voedingsspanning, waarna de spanning van de elco via 180 en 1 kOhm tegen aarde afvloeit. We moeten zorgen (door het verbuigen van de contactveren) dat het verbreken van de voedingsspanning een fractie later gebeurt dan de omschakeling van de basisaansluitingen. Dit mag ook gelijktijdig, doch zeker niet eerder.
Wil de oscillator niet onmiddellijk starten, dan moeten we proefondervindelijk de 330 Ohm weerstand verkleinen, doch deze weerstand mogen we niet kleiner kiezen dan 180 Ohm.
Een kleine waarschuwing is wellicht nog op zijn plaats: Bij het experimenteren met andere typen transistoren is het mij opgevallen dat sommige typen zonder meer op hol slaan. Als deze rustig waren door b. v. stopweerstanden van 1 à 2 Ohm in de bases op te nemen, dan leverden deze veel te weinig vermogen. Wilt u toch experimenteren neem dan in eerste instantie een paar auto-duplolampen, parallel geschakeld in de +12 Volt leiding. De stroom wordt dan tenminste begrensd, waardoor deze kostbare kleinoden niet worden opgeblazen.
Mogelijk ten overvloede geef ik in figuur 5 nog een spanningsvermenigvuldigingsschakeling om van de opgewekte 250 Volt AC dan 250 Volt DC, 1000 Volt DC en -75 Volt DC te maken. Als dioden worden hierin BY 127's gebruikt.
Fig. 5.
Voor iedere getekende elco moeten er eventueel twee in serie worden gebruikt. Tevens iedere elko overbruggen met een weerstand van 100 kOhm om gelijke spanningen over iedere elco te verkrijgen. Aangezien met een hoge frequentie wordt gewerkt (2 à 3 kHz) kan met kleine elco's worden volstaan.
De gehele voeding voor een transceiver van 200 Watt beslaat een ruimte van ongeveer 10×10×5 cm, inclusief de ringkern. Het kamrelais en de transistoren zijn hierbij niet inbegrepen. Met de draadgewonden potmeter van 30 Ohm wordt de sturing op de bases op een zo minimaal mogelijke waarde ingesteld, terwijl de omvormer maximaal wordt belast. Hierna kan de potmeter worden vervangen door een vaste weerstand.
Tenslotte bestaat er nog de mogelijkheid dat de stroomverslindende PA -buizen, voor wat betreft de gloeidraden, ook nog aan banden kunnen worden gelegd. Maken we n.1. gebruik van buizen met direct verhitte gloeidraden, dan kunnen we door een paar windingen draad om de kern te leggen (b. v. bij gebruik van 2E24 met 6,3 Volt) zonder gelijkrichting de spanning toevoeren. Alleen insiders bemerken dat er een fractie van een seconde nodig is om hoogfrequent te produceren bij break-in werken.
Bij mij werkt deze omvormer met 2 × twee transistoren en belast tot 250 Watt reeds geruime tijd tot volle tevredenheid.
Nabouwers veel succes toegewenst.
H.P.J.M.Huybregts, PA0GMR.