- Wstęp.
Po budowie autotransformatora antenowego na pasma od 472kHz do 10MHz, z możliwością kompromisowej pracy w zakresie 136kHz na rdzeniach ferrytowych, zastanawiałem się nad możliwością budowy autotransformatora antenowego umożliwiającego pracę od pasma 8,27kHz, a więc na falę o długości około 36km (36000m). Duże powietrzne cewki dopasowujące w zakresach VLF, LF i MF są szczególnie duże w pasmie 8,27kHz co mocno utrudnia pracę w terenie. Budowa małego transformatora dopasowującego na rdzeniach ferrytowych wydaje się ideą bardzo atrakcyjną, tym bardziej że od kilku lat dostępne są rdzenie ferrytowe produkowane w nowej technologii i o bardzo atrakcyjnych parametrach.
- Trochę teorii
Transformator aby działał poprawnie musi mieć spełnionych kilka ważnych warunków jak: odpowiednia średnica drutu nawojowego, napięcie przebicia i temperaturę pracy izolacji, musi posiadać rdzeń o wystarczającej przenoszonej mocy, przenikalności i częstotliwości pracy, wartość reaktancji indukcyjnej musi wynosić minimum dziesięciokrotność transformowanej impedancji oraz odpowiednie przełożenie.
Wartość reaktancji indukcyjnej dla 8,27kHz, gdy chcemy zbudować transformator dla impedancji 50Ω wyniesie dziesięciokrotnie więcej czyli xl=500Ω, a więc wartość indukcyjności uzwojenia pierwotnego powinna wynieść około 9,62mH.
- Rdzenie
W pierwszej kolejności kierując się najniższą ceną zastanawiałem się nad zastosowaniem rdzeni o liczbie AL=73 dostępnych na jednym z chińskich sklepów internetowych. Atrakcyjna cena kusiła zakupem 10.000 sztuk! Jednak koszty przesyłki takiej ilości kazały się na tyle wysokie że pomysł należało porzucić.
Nie mając wyboru musiałem więc kupić rdzenie o liczbie AL wynoszącej kilka tysięcy, co od razu znacząco upraszczało konstrukcję i znacząco zmniejszało rozmiary transformatora. Pełen optymizmu poszukiwałem potrzebnych i dostępnych w Polsce rdzeni, nie przewidując że może to okazać się trudne. Pierwszy sklep po złożeniu zamówienia odpisał że nie sprzedaje klientom indywidualnym. Drugi sklep mimo że wykazywał na swojej stronie internetowej odpowiednie rdzenie, przy próbie złożenia zamówienia system sprzedaży wykazał że takich rdzeni na magazynie nie ma… Gdy w końcu pewien sklep w Polsce chciał sprzedać mi potrzebne ferryty to cena końcowa okazała się dwukrotnie większa niż za granicą…
Najtańszy okazał się sklep w UK choćby ze względu na niski kurs funta. Niestety przy finalizowaniu transakcji okazało się że ukrywał do ostatniej chwili podatek w wysokości 22%…
Po kilku dniach przeszukiwania sklepów internetowych w poszukiwaniu najlepszej oferty zdecydowałem się na rdzenie B64290-L82-X830 z materiału N30 o liczbie AL=8700 stosowane do przetwornic w zakresie od 0 do 400kHz. Rdzenie mają średnicę zewnętrzną 52mm, wewnętrzną 29,7mm i długość 21,3mm. Aby uzyskać potrzebną reaktancję 500Ω potrzebne jest zastosowanie dziesięciu rdzeni i nawinięcie dziesięciu zwoi.
- Budowa transformatora
Uzwojenie pierwotne zawiera 10 zwoi nawinięte drutem 2mm w podwójnej izolacji i dodatkowo zaizolowane rurką izolacyjną. Uzwojenie wtórne posiada 60 zwoi z odczepami po 10 zwoi. Należy zwrócić szczególną uwagę na izolację przewodów, gdyż na uzwojeniu wtórnym występują bardzo wysokie napięcia. Przy mocy 200W na końcu uzwojenia 1:36 będzie napięcie około 7kV !
- Zastosowanie
Transformator pracuje poprawnie w przełożeniach 1:1, 1:4, 1:9, 1:16 i 1:25. Uzwojenie 1:36 należy traktować jako doświadczalne i nie należy go obciążać dużą mocą.
Transformator nadaje się do wykorzystania w paśmie 8,27kHz:
-jako dopasowanie wzmacniaczy audio o impedancji wyjściowej 2/4/8/16Ω do dipola ziemnego. Przy dopasowaniu do anten drutowych należy zastosować poprzedzający transformator na jednym rdzeniu z dziesięcioma uzwojeniami pierwotnymi i pięćdziesięcioma wtórnymi (1:25 czyli 2Ω do 50Ω)
-dopasowanie do wzmacniaczy radiowęzłowych do anten drutowych i dipoli ziemnych
Dla pasm 136kHz i 472kHz transformator nadaje się zarówno do anten drutowych jak i dipoli ziemnych.
Transformator pracuje bardzo dobrze od częstotliwości 8,27kHz do 500kHz, nie nadaje się do wykorzystania dla częstotliwości powyżej 1MHz, np. pasma amatorskiego 1,8MHz. Dla dopasowania wzmacniaczy audio do dipola ziemnego o impedancji 2Ω lub 4Ω pracuje od częstotliwości 970Hz, a więc w zakresie ULF!
Transformator oczywiście nadaje się doskonale również do części odbiorczej.
