Parallel schakelen transformatoren in ouderwetse balansomvormer

Beste allemaal,

Heeft iemand bijgaande schakeling wel eens gemaakt? Ze is afkomstig uit het boekje Transistoren Schema’s deel 2, uitgave De Muiderkring, 1975.

Ik had nog 2 identieke ringkerntrafo’s liggen van elk 12V / 200VA en heb geprobeerd met wat koperdraad deze volgens bijgaand schema te laten werken. Het is de bedoeling de beide trafo’s parallel te schakelen om zodoende toch 200W te verkrijgen. Een enkele trafo zal dit niet kunnen geven zonder erg warm te worden. Het rendement bij de blokgolf is laag.

Om te beginnen heb ik bij de oorspronkelijke trafo 10 windingen gewikkeld om daarna door de spanningsverhouding het aantal windingen van primair en secundair te bepalen. Daarna heb ik w2 gewikkeld en w1 aangepast door hier per trafo 2 windingen in anti-serie toe te voegen. Hierdoor zou het mogelijk moeten zijn de oorspronkelijke primaire wikkeling secundair te gebruiken en omgekeerd.

Na enig geëxperimenteer kreeg ik beide trafo’s aan de praat door vervanging van de condensator van 100u door één van 4700u en hier parallel een weerstand over te zetten van 1k. Hierdoor kan de condensator zich ontladen en daarna het geheel weer opstarten indien gewenst. Een andere aanpassing is het toevoegen van de diodes 1N4001.

Het is dus de bedoeling beide trafo’s parallel te kunnen schakelen. Om deze reden staan van beide trafo’s w1 en w2 parallel en hebben zij de R (2Ohm) en de transistoren (TIP3055) gemeenschappelijk zodat de frequentie van beide transformatoren gelijk is. De uitgangsspanning van beide trafo’s is gelijk en bedraagt bij volle accu 245V RMS.

Wat is het probleem? Ik had alles ondergebracht in een kunststof behuizing en dit functioneerde probleemloos. Maar door het gewicht en de temperatuur ging het niet goed. Nu gebruik ik een stevige aluminium behuizing en heb ik problemen geconstateerd bij het parallel schakelen van de uitgangen w3 van de trafo’s. Bij een betrekkelijk kleine belasting zoals TV en stereo gaat het nog goed, maar bij een inductieve belasting van 200VA werkt hij niet meer. Terwijl dat met de trafo’s afzonderlijk beter lukt, mits de trafo een NTC-weerstand van 47Ohm in de uitgang heeft en voorzien is van een snubber. Beter, want enkele tellen na het opstarten op ca. 50Hz. wil hij oscilleren op 25kHz. Als ik daarna de belasting verminder, wordt de frequentie weer 50Hz.

Omdat de trafo’s in de 230V-wikkeling een middenaftakking hebben, heb ik geëxperimenteerd met variaties van het in serie of parallel schakelen van spoelen. Zonder succes.

Ik vermoed dat er een ongewenste capacitieve koppeling bestaat tussen of in beide trafo’s die zich blijkbaar alleen bij die zware belasting manifesteert. Ik meet inderdaad een spanning tussen beide secundaire windingen w3 van de trafo’s. Met de weerstandsmeter meet ik geen geleiding.

Mijn vraag: Bestaat er een eenvoudige oplossing om beide trafo’s onder alle omstandigheden toch parallel te kunnen schakelen? En hoe kom ik van die 25kHz. af?

Alvast bedankt,
Bikejunky.

Plaats eens een duidelijk schema van je eigen omvormer. Dan is de kans op een duidelijke reactie veel groter. Zo is het een soort speurtocht.
De aanpassingen in het schema uit het boekje, zijn overigens niet handig. De diodes in serie met de basis kunnen beter weer verwijderd worden.
Maar eerst je eigen schema plaatsen.

Piet

Yup, die heb ik ooit gemaakt.
Werkte wel, maar was allesbehalve efficient...

Het schema met de twee gebruikte transformatoren wordt slecht leesbaar. Het worden 6 spoelen met midden aftakkingen wat resulteert in een wirwar aan verbindingen en wikkelrichting tekens. Daarom leek het mij overzichtelijker het oorspronkelijke schema te handhaven en alleen de extra weerstand en diodes te tekenen. Met de mededeling dat er twee trafo's parallel staan. Elke spoel zijn er twee parallel. Alleen de 220V-spoelen kunnen afzonderlijk worden belast.

Waarom moeten de basisdiodes worden verwijderd? Zo werkt hij bij mij veel beter.

Oh, dat was mijn eerste reactie op het zien van het schema al: Dat kan niet efficient zijn!

Een 12V->230V omvormer bouwen is m.i. niet een interessant project: het is "tricky" om het goed te doen en goedkope oplossingen zijn direct te koop. Alleen als je iets "speciaals" wil dan kan het de moeite waard zijn om een keer te oefenen met dit soort vermogens-schakelingen.

Maar dan nog is het de vraag of het verstandig is om met een ontwerp uit 1975 te beginnen.

Deze schakeling werkt prima, je krijgt er alleen gelijkspanning uit, maar als je de gelijkrichter weglaat heb je wisselspanning, maar wel met een "rare "frequentie.Dit schema is trouwens te gebruiken om een zender(of ontvanger) met buizen in de auto te voeden.

Denk er bij dit soort zelfbouw omvormers aan dat er alles behalve een sinus uitkomt.
En daar zijn apparaten met een trafo en andere inductieve apparaten zeker niet blij mee.

Op dinsdag 9 september 2025 13:29:44 schreef Piet1950:
De diodes in serie met de basis kunnen beter weer verwijderd worden.
Piet

Die mag je niet verwijderen.
De VEB van de 2N3055 is 7V https://www.futurlec.com/Transistors/2N3055.shtml en zonder de dioden wordt er tegen de 12V opgedrukt. Dat vindt de 2N3055 vast niet leuk.

Op dinsdag 9 september 2025 18:07:54 schreef revado:
Denk er bij dit soort zelfbouw omvormers aan dat er alles behalve een sinus uitkomt.

En er komt volgens mij ook geen zuivere blok uit, oftewel er is een korte periode dat beide transistoren tegelijk sperren. Maar dat kan je zien als je aan de uitgang een scoop aansluit. (Is aan te raden)

Op dinsdag 9 september 2025 12:46:30 schreef bikejunky:
Mijn vraag: Bestaat er een eenvoudige oplossing om beide trafo’s onder alle omstandigheden toch parallel te kunnen schakelen? En hoe kom ik van die 25kHz. af?

Je kunt primair en secundair van transformatoren niet parallel zetten.
Als je dat doet zal door de onderlinge toleranties van de transformatoren primair en/of secundair vereffeningsstromen lopen. De grootte van de stromen hangt af van de impedantie van de transformatoren en het verschil van de (uitgangs)spanningen van de transformatoren.
Hier heb je ook nog het probleem dat de ene transformator eerder in verzadiging raakt dan de andere.
Om de 25kHz te onderdrukken kan je tussen de twee collectoren van de 2N3055's een condensator van 100nF plaatsen. Misschien dat dat werkt.

[Bericht gewijzigd door ohm pi op (35%)]

Op dinsdag 9 september 2025 16:45:23 schreef mel:
[bijlage]
Deze schakeling werkt prima, je krijgt er alleen gelijkspanning uit, maar als je de gelijkrichter weglaat heb je wisselspanning, maar wel met een "rare "frequentie..

Sowieso kan je door de basisweerstanden er nooit 200 Watt uithalen. om meer vermogen te schakelen gebruikt het schema van TS een transformatorkoppelling voor het sturen van de basis.

Of het geheel uiteindelijk als balansoscillator of inductief gekoppelde flip-flop gaat werken is nog maar de vraag. (door de ringkern kan het gebeuren dat het omschakelen nogal hard plaatsvind..)

De Storno Vickers mobilofoon gebruikte ook een transistoromvormer, dit werkte goed, Helaas ben ik het schema kwijt.

De 'klassieke' buizentransceivers hadden vaak ook 12V-voeding.

De FT-101ZD bijvoorbeeld had (standaard) op de voedingstrafo een extra wikkeling voor de twee collectors, en een voor de twee bases, voor de (als optie verkrijgbare) 'DC converter'. Die converter bestond uit een grote koelplaat, twee forse torren, twee weerstanden en een elko. Mijn exemplaar heeft dat, en als je 20 A missen kan, kan je dus mobielen met het ding (mits een voldoend grote auto :)).

Google het overzichtsschema maar eens (bijv. hier, o.a. laatste bladzijde, rechts en onder).

Die mag je niet verwijderen.
De VEB van de 2N3055 is 7V https://www.futurlec.com/Transistors/2N3055.shtml en zonder de dioden wordt er tegen de 12V opgedrukt. Dat vindt de 2N3055 vast niet leuk.

Inderdaad, de negatieve basisspanning moet wel begrensd worden. Maar met een diode in serie met de basis, wordt het uitschakelen van de transistor erg traag.

Je kunt primair en secundair van transformatoren niet parallel zetten.

Het is zelfs nog erger dan dat. Er zijn 3 wikkelingen die parallel staan aan elkaar, w1, w2 en w3.
Maar alleen het schakelen van de secundaire wikkelingen (w3 in het schema) geeft problemen. Ik noemde dat eerder een wikkeling met midden aftakking. Dat is niet juist. W3 bestaat per trafo uit 2 afzonderlijke 110V-wikkelingen die naar behoefte afzonderlijk, in serie of parallel kunnen worden geschakeld.
Er zijn dan 2 voor de hand liggende mogelijkheden denkbaar. De eerste is dat per trafo de 110V-wikkelingen in serie worden gezet en de twee 220V-spanningen die per trafo ontstaan weer parallel. De tweede mogelijkheid is dat per trafo de 110V-wikkelingen parallel worden gezet en het geheel in serie, zodat ook weer 220V ontstaat. Deze variant heeft mijn voorkeur, hoewel deze in de aluminium behuizing ook niet goed werkt. In de plastic behuizing ging het wel goed.
Er zijn nog meer combinaties te bedenken om die spoelen kruislings parallel en/of in serie te schakelen om 220V te verkrijgen. Volgens mij heb ik ze allemaal geprobeerd, zonder succes. Steeds gaat het bij een inductieve belasting van 200VA mis. Bij een lage belasting werkt het wel.

Om de 25kHz te onderdrukken kan je tussen de twee collectoren van de 2N3055's een condensator van 100nF plaatsen. Misschien dat dat werkt.

Dit heb ik geprobeerd, zonder succes. Hij start dan in de helft van de gevallen niet eens op. En als dat wel gebeurt, wordt de 25kHz. niet onderdrukt. Ik heb geëxperimenteerd met een hogere en lagere waarde dan 100n. Bij een hogere waarde (150n) start hij helemaal niet op, bij een lagere waarde (68n) heeft de condensator nauwelijks invloed, hij start alleen iets moeilijker op.

Secundair per trafo parallel en het geheel in serie lijkt mij theoretisch ook het een-na-betrouwbaarste. Het betrouwbaarste is elke trafo een eigen gelijkrichter maar dat werkt natuurlijk niet als je wisselspanning nodig hebt.

Ik vraag me af of een master-slave setup beter werkt. Dus de feedbackwikkelingen alleen maar van 1 trafo gebruiken en dan wel de primaire wikkelingen parallel zetten. Of de slave-trafo zelfs eigen transistoren geven.

Op donderdag 11 september 2025 11:03:46 schreef bikejunky:
Steeds gaat het bij een inductieve belasting van 200VA mis. Bij een lage belasting werkt het wel.

je kan het inductieve karakter van je last natuurlijk temperen en zelfs helemaal onderdrukken door er een geschikte condensator parallel over te zetten . bij 200VA zal dat over een tiental µF gaan;

Ik vraag me af of een master-slave setup beter werkt. Dus de feedbackwikkelingen alleen maar van 1 trafo gebruiken en dan wel de primaire wikkelingen parallel zetten. Of de slave-trafo zelfs eigen transistoren geven.

Deze opzet heb ik geprobeerd. De feedbackwikkeling van 1 trafo weglaten heeft op de werking geen invloed. Nadeel hiervan is dat er, bij het gebruik van 1 secundaire wikkeling t.o.v. 2, door de feedbackwikkeling meer stroom gaat, wat meer verliezen geeft of mogelijk wordt hij te warm. Maar ik heb per trafo de draaddiktes van het boekje aangehouden, dus waarschijnlijk gaat het wel goed.
Een slavetrafo met eigen transistoren heb ik ook geprobeerd. Hierdoor gaat de frequentie steeds verder oplopen tot ruim boven de 100Hz.

Eigenlijk is dit alles met de technologie van vandaag natuurlijk een verschrikkelijk geknoei. Tachtig jaar geleden kon men niet anders en moest men wel voor een dergelijke oplossing kiezen. Men deed dat echter zo weinig mogelijk omdat dat weergaloos inefficiënt was.

Om drie watt geluid uit een buizenautoradio te krijgen was er een paar honderd watt aan elektrische energie nodig, waar de radio mee gevoed werd.

De rijks politie reed ooit in vw-kevertjes die voorzien waren van een radio zendontvanger. Die zendontvanger had zoveel stroom nodig dat de normale fabrieksdynamo onvoldoende was. Er moest een extra dynamo bij gezet worden die niet in de motorruimte van de kever paste. In de motorkap zat daarom een bult waaronder die dynamo zat.

Ik heb diverse oude auto-buizen-radio's hersteld en bijna altijd was de triller of vibrator defect. Die heb ik vervangen door een ne555 en twee mosfets. En dat werkt goed en de snel slijtende vibrator contacten heb je niet meer maar erg efficiënt is het nog niet. De schakeling die je dan krijgt lijkt veel op die van de TS. Met een verschil, de schakelfrequentie wordt bepaald door de NE555. En niet door de toevallige combinatie van trafo inducties en capaciteiten. En dat is echt wel wat beter.

Als ik nu zoiets zou gaan maken en het is niet voor zo'n buizen autoradio die zo origineel mogelijk moet blijven zou ik met een twee mosfets en een kleine cpu gaan pwm-en. Een pic200 cpu ofzo. Dat is wel veel efficiënter. De trafo denkt dan dat hij een sinus te vreten krijgt. Gevolg veel minder trafo verliezen en ook de verliezen die je in een 2N3055 transistor zou hebben heb je dan niet meer. Een terugkoppeling van de uitgangsspanning is dan ook mogelijk. Als de belasting groter wordt en de spanning zakt daardoor in, dan kan de cpu het pwm signaal aanpassen zodat de spanning gelijk blijft.

[Bericht gewijzigd door Ex-fietser op (19%)]