Verslagen Radiocafé

Verslag 16 juni: De omvormer van Gyula Kiss

Al voor achten zijn er al verscheidene bezoekers aanwezig. Aan de werktafel is Frank Hartgers druk doende met zijn toveroogtester een kleine voorraad EM84 s te controleren op bruikbaarheid. Uit gesprekken komt naar voren dat het regelmatig voorkomt dat eerder geschreven artikelen in clubbladen, vaak later weer door anderen gebruikt of bewerkt worden zonder dat bronvermelding door de schrijver wordt vermeld.

Voor mij niet vreemd want al eerder werden de door Gyula beschreven step-up convertor en de door mij beschreven blokkeeroscillator met wat aanpassingen overgeschreven. Een artikel van mijn hand over de seriebalansversterker zelfs in het zelfde blad! Nee, niets om mij druk over te maken, want hoe vaak is het Koomans toestel al niet beschreven in het RHT! Laten we eerlijk zijn, ook ik heb mijn kennis weer ergens uit boeken gehaald.

Een mooi voorbeeld is het gevonden kleitablet dat 1700 jaar voor Christus is beschreven in Babylonië (nu Irak), waarop een vierkant met diagonale lijnen al aangeeft, in spijkerschrift, dat de verhouding tussen de schuine zijde en de aanliggende rechthoekzijden het berekende getal 1,41421296 is. Dat is op slechts een  miljoenste na wortel 2.

Er moeten in die tijd toch wiskundige geleerden geleefd hebben die met een vinger in het natte zand dat hebben uitgedokterd. Maar 1200 jaar later komt Pythagoras, die leefde rond 500 jaar voor Christus, met het zelfde verhaal. Dus er is niets nieuws onder de zon en alles wat men weet te bedenken is al eerder beschreven.

In overleg met Gyula hou ik deze avond mijn inleiding kort omdat zijn lezing over de omvormer veel tijd in beslag zal nemen. Als voorbeeld wat rekenkundige voorbeelden zoals de reeks kwadraten die opvolgend telkens de optelling zijn van het voorgaande getal plus het kwadraterende getal. Een oplopende oneven reeks van cijfers. Weet je bijvoorbeeld dat 25 x 25 = 625 dan is 26 x 26 gelijk aan 625 + 25 + 26 = 676. Een ander voorbeeld 24 x 24 is gelijk aan 625 – ( 24 +25 ) = 576. Zie als voorbeeld figuur 1.

Uitgaande van het zestallig stelsel toch weer even de nadruk op het feit dat wij dat nog altijd ongemerkt gebruiken. Zoals zes blikjes bier in een tray, 12 kersenbonbons in een doos, 24 pakjes sigaretten in een slof en 144 potloden in een verpakking. De woorden dozijn en gros zijn in onbruik geraakt maar de aantallen worden nog altijd gebruikt.

Het is toch weer Anneke die mij vraagt om deze wat moeilijke gemene vraag te stellen. Van een wiel verplaatst de as zich over een afstand van de straal. De afgelegde weg is daar gelijk aan. Hoe verklaren we dan de lengte van het kwart deel van de cirkelomtrek dat diezelfde weg moet afleggen? (zie figuur 2).

Trouwens een sinus mag pas zo genoemd worden als de sinusvormige lijn π x de lengte van de tijdas is. Zo niet, dan lijkt het er alleen maar op. Een mooi moment om het woord aan Gyula te geven en naar zijn voordracht over zijn omvormer te luisteren, daar zijn we ook voor gekomen Het is voor mij ondoenlijk de bijna drie uur duren voordracht te verwoorden, maar ik zal de hoofdlijnen hiervan vermelden in dit verslag.

Nu komen we al genoeg beschrijvingen tegen in technische clubbladen van eenvoudig te bouwen omvormers, die middels een aantal eindtorren in een blokspanning leverende oscillator schakeling, een omgekeerde laagspanningstrafo aandrijven. Het zal dan wel in de buurt van de 50 hertz liggen, maar de uitgaande golfvorm is zodanig dat je daar zelfs je scheerapparaat niet op durft aan te sluiten. Een normale trafo is namelijk niet geschikt om met een blokgolf aangestuurd te worden. Aan het kernblik worden dan andere eisen gesteld!

Reden voor Gyula om een omvormer te ontwikkelen die echt bruikbaar is met een daarvoor aangepaste transformator en voldoet aan de door hem gestelde eisen. Zoals een stabiele frequentie van 50 hertz doormiddel van kristalsturing. Een lage ruststroom ten minste minder dan 500 mA . Een stabiele uitgangsspanning van nul tot vollast die de 5% niet mag overschrijden. Een zo'n hoog mogelijk rendement bij maximale vermogensbeveiliging en niet te vergeten wat bij menig zelfbouw en zelfs fabrieksapparaten ontbreekt: een zogenoemde soft start, die voorkomt dat bij inschakelen schade kan ontstaan door hoge piekstromen.

Daar een 12 volts accu in geladen toestand een wat hogere spanning heeft en bij ontlading telkens zakt, is om de schakeling van een constante stroomlevering te voorzien een spanningsregelaar LM7809 gebruikt, die zorgt voor een constante stuurspanning van 9 volt. Tevens zijn op alle voedingsaansluitpunten multilayer condensatoren van 100 nF aangesloten om eventueel optredende ongewenste frequentie's te elimineren.

Het hart van de schakeling is de IC HEF4060 die de kristalfrequentie 3,2768 MHz 14 x door 2 deelt waardoor er een blokgolf van 200 hertz met een puls breedte van 2,5 ms beschikbaar is. Daarna nogmaals twee maal door 2 gedeeld zodat we uitkomen op 50 hertz. Nu is het niet handig een met een blokgolf direct een trafo aan te sturen, de steile lijn van maximum plus naar minimum min waarbij het magnetisch veld van de kern in een keer moet omkeren is onmogelijk. Er wordt dan ook gezorgd middels een ingenieuze schakeling de pulsbreedte te versmallen zodat een en ander wat gematigder verloopt en wordt derhalve van beide blokken van 10 ms nog eens 3 ms afgehaald.

Er worden ook niet zoals gebruikelijk eindtorren gebruikt maar speciale mosfets IRFP64N die beurtelings een drain/source stroom kunnen leveren van 75 ampère, mogelijk omdat de inwendige weerstand maar 0,009 ohm bedraagt. Er wordt dan ook nauwelijks warmte omgezet en aan de gebruikelijke koeling kunnen minder hoge eisen worden gesteld. Twee diodes D6 en D7 zorgen ervoor dat het inschakelen snel gebeurt maar dat bij afschakelen juist wat vertraging ontstaat.

Immers hoe sneller de mosfets schakelen van geleiden naar niet geleiden, des te hoger de tegen-emk van de trafo en met deze diodes beveiligen we de mosfets tegen doorslag. Het is een wat zware tekst die we te horen krijgen waarbij nullen en enen een hoofdrol spelen, begrijpelijk dat er af en toe een moeizame zucht opstijgt bij de toehoorders. Als Gyula wat onrustig begint te dribbelen voor het bord en zachtjes onverstaanbaar voor zich uit begint te mompelen weten we dat hij elk ogenblik weer een van zijn wonderlijke belevenissen zal gaan vertellen uit de tijd van zijn elektronica dumpwinkel in Amsterdam Oost.

Het verhaal dat hij een agent probeert wijs te maken dat hij geen brommer heeft terwijl hij met zijn helm nog op het hoofd de straat aanveegt met een bezem is een complete dijenkletser. Een van de aanwezigen zong zelfs even "Willempie hoor je overal" !!

Het geeft weer even lucht om de rest van de moeilijk te begrijpen lezing te kunnen volgen. De ingelaste pauze geeft even weer de nodige ontspanning en met een drankje en de nodige hapjes, waarbij de heerlijke plakjes cake meegebracht door de jarige Anton kunnen we ons weer voorbereiden op het tweede deel van de lezing. Met een op een terugkoppeling gelijkend circuit kan bij kortsluiting of overbelasting de sturing geblokkeerd worden. Met het aan- of uitzetten kan dan weer de schakeling hersteld worden.

Een interessant verhaal en ik raad diegenen aan die meer willen weten over de werking om de gehele beschrijving te lezen die wellicht in het RHT zal verschijnen. Kennis van microprocessortechniek is wel nodig om de gehele schakeling te kunnen doorgronden. Na afloop werd de omvormer gedemonstreerd middels een gloeilamp.

De foto laat zien de degelijke en verzorgde afwerking van de omvormer, waarvan zeker een duizend stuks zijn gefabriceerd en nog nooit een voor reparatie of herstel terug gekomen. Met andere woorden een hoogwaardig product.

Piet van Schagen