Verslagen Radiocafé
Verslag 8 juli 2008: Ringkerntransformatoren en een reflexdiode

Een gezellige avond, waarbij de ringkerntrafo het zwaar te verduren kreeg en Gyula zijn avonturen vertelde over zijn ontmoeting met een reflexdiode.

Dick had weer gezorgd voor wat leuk materiaal waar iedereen wat uit kon zoeken, waarbij natuurlijk de donatiepot niet voorbij gelopen moet worden. Het was dan ook al half negen dat we begonnen met het programma voor deze avond.

Allereerst kwamen de transformatoren aan bod. Wat is beter: een moderne ringkern of die met de vertrouwde mantelkern? Ik had daarover informatie ingewonnen bij een fabrikant die mij liet weten dat voor hem de belangrijkste factor is dat hij vijf ringkerntrafo's kan maken in de tijd nodig voor een mantelkerntrafo, ook wel E.I.-blik trafo genoemd. Een begrijpelijke reactie natuurlijk maar ik wilde toch wel wat meer weten, dus heb ik Anneke daarover geraadpleegd.

Zij vertelde mij dat de ijzer/koperverhouding van een ringkern niet te vergelijken is met die van een gewone trafo. De ijzerinhoud van de kern is bij de ringkern trafo veel kleiner bij eenzelfde vermogen. De warmteontwikkeling zal tengevolge hiervan dus groter zijn en daar deze kern ook nog geheel omsloten is door de koper massa, is redelijke koeling een probleem.

We weten dat de curie-temperatuur Tc bij ferro- en ferri-magnetische materialen belangrijk is. Bij overschrijding van Tc gedragen deze materialen zich paramagnetisch. Een ander bezwaar is, dat de wikkelruimte aan de binnenzijde veel korter is dan de buitenzijde, met andere woorden: het aantal windingen per centimeter ijzerlengte is aan de buitenzijde minder dan die van de binnenzijde. Dat geeft een ongelijkmatige magnetisering wat kan leiden tot hinderlijke saturation met gevolg storende harmonischen. Nee, ik ben niet zo'n voorstander van toroïde-achtig gewikkelde transformatoren. Overigens als je een versterker bouwt met lampen dan plaats je daar toch geen ringkern naast, dat is geen gezicht. Het oog wil ook wat lijkt mij. Tot zover onze Anneke.

Na deze informatie, die ik de aanwezigen niet wilde onthouden, moest ik toegeven ook niet zo'n liefhebber te zijn van ringkernen. Het voordeel mag dan zijn de platte vorm, die vooral van voordeel is bij solid-state versterkers en een lage kast mogelijk maken. Mindere magnetische spreiding, hoewel dat nu toch ook niet zo noodzakelijk winst is. Alhoewel het zou hierdoor mogelijk zijn ze te stapelen, als het echt niet anders kan. Op die manier kun je de versterker zo klein mogelijk maken. De vormgeving heeft begrijpelijk niets van doen met het uiteindelijke resultaat.

Het is hoofdzakelijk de inschakelstroom die het 24-voudige kan zijn van de normale ruststroom, die ik nogal lastig vind. Nu kan dat ondervangen worden met NTC-weerstanden of door een serieschakeling van een daarvoor geschikte weerstandswaarde die even later kortgesloten wordt door middel van relaiscontacten of met een speciale nuldoorlaatschakelaar (Zero Voltage Switching). De meeste storingen die wij ondervinden zijn meestal defect geraakte ring voedingstrafo's die tijdens het inschakelen inwendig door de hoge inschakelstroom sluiting tussen windingen krijgen en derhalve vervangen moeten worden.

Als je de lofzangen zou moeten geloven die de ringkerntrafo's toebedeeld krijgen, die als uitgang worden gebruikt, dan moet dat wel heel iets bijzonders zijn.


De EL84 tegen de ringkernuitgang: "Denk je, dat wij daar samen beweging in krijgen?"

Er over oordelen kan ik niet, daar ik er geen ervaring mee heb. Wel vraag ik mij af, waarom heel dure, hoog kwaliteitsversterkers dan toch nog altijd mantelkerntrafo's gebruiken. Of is het als met de starre achteras bij auto's die hopeloos ouderwets zou zijn, maar die nog altijd van toepassing is bij dure exclusieve automobielen. Volgens mij is het voor een goede balansuitgang gemakkelijker op een mantelkern twee gelijkwaardige wikkelingen aan te brengen dan met het toch wat wild wikkelen op een ringkern. Er zijn ringkern fabrikanten die daar toch meer aandacht aan schenken en tot verrassende resultaten komen.

Is de mantelkern dan zoveel malen beter? Of is dat een beproefde en vertrouwde constructie. Door het gebruik van een spoelkoker zijn de koperdraden langer en derhalve de koperverliezen groter.




Formule A

De ijzerkern is groter en dat geeft ook een grotere verliesfactor (zie formule A) waarbij k = Watt per kilogram op 10000 Gauss, een factor welke wordt opgegeven door de fabrikant en varieert tussen 1,2 en 3,6 naar mate de kwaliteit van het trafo blik. P = het ijzergewicht van de kern. B = de inductie in Gauss en f de frequentie. Gemiddeld is k ongeveer 1,8 en soortelijk gewicht van het gebruikte ijzer 7,5.

Voordeel van de grotere kern is de betere warmte afgifte. Ook zo'n wonderlijke vuistregel is die voor het bepalen van het aantal windingen per volt, dat zou 50/opp cm2 van het middenbeen zijn. Het getal 50 wordt dan gezien als de frequentie van 50 hertz. Dat laatste is nonsens.




Formule B

De formule is (zie formule B), waarin 108 wordt gedeeld door 2 π f, we werken immers met de effectieve spanning = 4,4 x 50 is 220. B= het aantal Gauss en dat is meestal 12000 Gauss. Dan is er ook nog de verliesfactor cosinus Φ (bijvoorbeeld) 0,75. Uitgewerkt wordt de uitkomst dan 220 x 12000 x 0,75 = 1980000. Dat gedeeld op 108 = 50,5. Afgerond 50. Dus geen Hertz!! Want als B = 14000 Gauss zou zijn, wordt de uitkomst om en nabij 43.

Deze eindgetallen nu nog delen door de opp in cm2 van de doorsnede van het middenbeen of bij de O-kern waarom heen gewikkeld wordt en we hebben het aantal wikkelingen per volt. In het bovenstaande wordt een kern berekend met dynamoblik van 12000 Gauss. Er wordt meestal gekozen tussen 7000 en 14000 Gauss. Een lagere waarde dan 7000 Gauss kan men ook toepassen, maar het aantal wikkelingen wordt dan wel erg groot en ook die van de afmeting van de trafo in verhouding tot het vermogen. Daar tegenover is het overschrijden van 14000 Gauss niet aan te raden.

Bij elke waarde van de inductie behoort een magnetisch veld, dit veld verschilt volgens de samenstelling van het ijzer. Hierbij is vastgesteld dat het verzadigingspunt bij een dergelijke hoge waarde snel bereikt wordt en onnodige harmonischen optreden die vooral bij gelijkrichting moeilijk weg te werken zijn.

Ook werd nog even de aandacht gevestigd over het artikel "Transformatorkernen en vermogen" in het RHT 1/91-7. Een aardig gevonden methode om het vermogen te verdubbelen door twee E-blikken tegen elkaar te plaatsen zodat de wikkelruimte twee maal zo groot wordt. Afgezien al van de spleet tussen de twee blik pakketten, die begrijpelijk juist vermeden moet worden, blijft de doorsnede van het middenbeen gelijk en is van vermogensverdubbeling geen sprake.

Daar zijn later heel wat gesprekken en artikelen aan gewijd. In ieder geval leuk om nog eens te lezen. Overigens worden deze E- en I-blikken berekend gestanst uit dynamoblik. Twee E-blikken tegenover elkaar, de twee uitstanste blikken voor de wikkelopening zijn dan de de I-blikken. Standaard is de wikkelopening 1 : 3, meet het maar eens na.

Wie meer wil weten over trafo's, raad ik aan de theorie over trafo's te lezen in RHT 3/90-72, een artikel van Cor van Driel waarin op overzichtelijke wijze wordt beschreven het berekenen van een transformator.

Piet van Schagen 

 

Best wel grappig als je een elektronicawinkel 17 jaar lang in Amsterdam hebt gehad. En soms de meest vreemde situaties tegenkomt, maar ook hoogst interessante mensen, die je dan niet bij naam kent,en dan maar voor jezelf en medewerkers een naam geeft.

“Oh daar komt de brillenkoker!”; deze meneer was in het bezit van wel een hoogst interessante brillenkoker. Deze was dubbel uitgevoerd met een boven en onderdeksel, merkte ik later, en wist dan op slinkse wijze wat onderdelen zonder betalen door een goocheltruc in de geheime plek te laten verdwijnen.

Dan de boutjes-en-moertjes man die een keurige parfumeriewinkel op de Nieuwedijk bezat en iedere keer vroeg of er weer een nieuwe lading was binnen gekomen om zijn slag weer te slaan. Wat later mij wel duidelijk werd nadat hij mij vroeg om eens een kopje koffie bij hem te komen drinken en zijn hele woonkamer inclusief andere kamers vol was gehangen met ladekastjes en duizenden bakjes bezat met de meest uiteenlopende boutjes moertjes en ringetjes. In de hoek van de kamer stond een klein tafeltje met daarop een doek en een koperen oliespuit met een lange flexibele tuit, deze was bedoeld voor de boutjes en moertjes, die niet corrosiebestendig waren. Daar werd een beetje olie in het laatje gespoten, maar vertelde hij dat het beter was om deze in een klein potje met slaolie te bewaren. Tja het zal je hobby maar zijn !!

Niet te vergeten de motortjes man die bezeten was van kleine gelijkstoom motortjes en als er dan weer wat op voorraad was bekeek hij die zonder haast en met volle aandacht, en ik op een voeding dit voor hem een wonder liet draaien, en als dan de neus steeds blauwer werd wist ik vooraf al zeker dat er weer goede zaken kon worden gedaan.

Dan was er ook nog de teller, die zelf de ledjes mocht tellen (wat bij mij standaard was).”100 stuks: Juul maak eens een prijsje!!”; zei hij. Maar mijn ervaring vertelde dat het deze keer niet klopte en het er zeker véél meer waren. Om de klant niet op zijn tenen te trappen vertelde ik dat dit er absoluut geen 100 waren maar véél, véél minder. “Zullen we ze dan samen maar even tellen ? Om je niet tekort te doen?” Bleken het er ruim 300 te zijn. Maar de klant heeft altijd het laatste woord en zei “Ik heb ze toch echt 3 keer over geteld voor de zekerheid, maar heb ik zeker zonder na te denken 3 keer uit de grote bak overgeteld en in het kleine bakje gedaan’’ Tja kan gebeuren en zonder mopperen voor 300 betaald.

Ook bijna iedere week kwam de visietor op zijn overjarige Yamaha FS1 bromfiets, een gezellig praatje maken. En iedere keer moest ik aanhoren wanneer ik eens lid werd van de N.V.H.R Waar ik indertijd het bestaan niet van wist, en uiteindelijk lid ben geworden, en er geen spijt van heb gekregen. Met dank aan Maarten .Gudde.

De mysterieuze waar het verhaal over gaat was een kunstenaar en maakte hoogst vreemde dingen. En deze keer wel een opmerkelijke vraag aan mij stelde. “Zeg Juul! Ik heb een tv-chassis ondergebracht in een doorzichtige plexi-behuizing met daaromheen een laser licht mozaïek op de wand. Maar als ik het geheel aanzet en ga zappen, heb ik wel de meest vreemde beeldsituaties op mijn scherm”. Ik kon hier echt geen antwoord op geven en keek tersluiks naar zijn handen of hij geen spelden voor mijn mouw had meegebracht. Een aantal dagen daarna gaf hij mij de mededeling dat hij het gevonden had, een deken aan de spiegelende wand bleek de uitkomst te zijn, en hem nog steeds met moeite geloofde maar ja een klant heeft altijd gelijk.

Totdat de kristalontvanger meneer bij mij in de winkel kwam. Deze meneer hield zich al zijn hele leven bezig met dit fenomeen en zei: ”Ik heb nu al zo’n honderden verschillende diodes bij u gehaald en geprobeerd voor detectie. En het uiterste er uit wil halen zowel als parallel schakelen, voorspanning geven enzovoorts. Maar nu heb ik toch wel iets vreemds”; en overhandigde mij de laatst gekochte diodes. "Zodra ik deze diodes gebruik en aan tafel fijn zit te luisteren naar mijn ontvanger en mijn vrouw schakelt met de afstandsbediening over op een ander tv-kanaal gaat mijn mooie kristalontvanger waar ik zo zuinig op ben storen! En tegelijkertijd gaat de wijzer van mijn zeer gevoelige S-meter veranderen bij een nauwkeurig blik!!!"

Denkende aan de kunstenaar die een vrij nieuwe tv bezat waar dit type ook veel in wordt gebruikt. Toch eens onderzoeken wat dit nu moest zijn! Eerst maar even de ohmmeter er op om te kijken wat er aan de hand is. Deze sloeg keurig uit in doorlaat, maar in sper was het zo'n 18 MOhm !! Hoogst merkwaardig voor een silicium diode! Ik bukte wat voorover om de meter nog eens goed te kunnen aflezen en tot mijn grote schrik daalde de ohmse waarde ineens tot zo'n 8 MOhm !! En merkte toen op dat door mijn hand boven de diode te houden en weg te halen er een zeer groot verschil ontstond. Wat krijgen we nu ? De diode type BYD33 was zeer lichtgevoelig!! Door er een afstandsbediening er bij te houden was het bereik nog groter en zelfs in het infraroodgebied ook sterk veranderde.

Zo’n mooie afstandsbediening test kan nu ook heel gemakkelijk worden gedaan met de tegenwoordige digi-fotocamera’s om te kijken of de ledjes branden. Een test met een laserpointer bracht zelfs de wijzer van een analoge µA-meter krom in de hoek bij stroommeting het spectrum waar ik proeven mee heb gedaan licht tussen de 300 nm – 1 mm golven. Maar een nog hogere of lagere frequentie waar de diode nog op reageert, lijkt mij niet onwaarschijnlijk. Na de data eens goed te hebben doorgelezen is het mij wel opgevallen dat dit type een hoge reverse stroom heeft van zo’n 1à 2 µA terwijl de meeste silicium diodes lager liggen, of zijn niet lichtdoorlatend. Opvallende is ook de capaciteit en is van 0-100V te regelen tussen 2-12pF. En als dat nog niet genoeg is kan de diode ook nog worden gebruikt als temperatuursensor en een mooi lineair grafiekje geeft tussen 75-172 graden ten opzichte van I-rev.

Was ik net van plan om het wat rustiger aan te doen met reflexontvangers kom je ineens weer …zucht …de REFLEXDIODE tegen.

Gyula Kiss