TÉRSZOBRÁSZAT Energiakonverterek Blogja
A napokban István írt nekem egy levelet, amiben az egyik kísérletét említette meg. Ennek lényege, hogy egy áramkörön keresztül táplál karácsonyfaizzókat. A tápellátást egy régi autóakkumulátorról végezte, viszont az akkumulátor feszültsége a használat közben fokozatosan emelkedett.
"A most következőkben egy szabadenergia kinyerésére alkalmas kapcsolási rajzot küldök neked, melyet szeretném, ha minél hamarabb közzé tennél. A későiekben látni fogod Te is, hogy a kinyerés módja nagyon egyszerű!
Az eddig megtanult dolgok és az összes elérhető kapcsolásokat alaposan tanulmányozva arra az elhatározásra jutottam, hogy építek egy rezgőkört, melyet egy akkuról üzemeltetek és ugyan azt az akkut töltöm vele. A kapcsolás még nem teljesen tökéletes és nem is tudom pontosan az okát, de a mai napon sikerült üzemeltetni az áramkört egy döglődő 55 Ah-s 12V-os akkuról. 800 mA-es áramfelvétel mellett 100 V 68 mA terheléssel üzemelt. Azt sajnos nem tudom megmondani, hogy mekkora áramerősséggel tölti azt az akkut, amiről működik, de az akkumulátor feszültsége szép lassan emelkedik."
1. ábra. István energiakinyerőjének kapcsolási rajza
"A transzformátor adatai: a ferrit vas egy színes TV nagyfesz tekercs vasmagja, melyet egy TV szerelő ismerősöm adott, mint bontott sorkimenő trafót. Erre tekertem 1 mm-es réz huzalból a primer oldalon N1 = 7 menetet, a szekunder oldalon pedig N2 = 40 menetet. Terhelésként egy kínai karácsonyfa-izzósort használtam, ami 24 db, egyenként 5V-os izzóból állt sorba kötve."
Mikor megkérdeztem Istvánt, hogy működik-e új akkumulátorral is, akkor István azt válaszolta, hogy:
"Természetesen működik jó akkunál is! Amikor működni kezdett, akkor 12,37 V volt a feszültség és közel 2 percen át működött. Ekkorra a feszültség 12,47 V-ra emelkedett. Ezután az akkusarunál megbontottam az áramkört és erre a TL494-es IC elszállt. Kicseréltem és raktam be még védelmet a vezérlő áramkörbe, de utána nem volt hajlandó tölteni, mindössze annyi történt, hogy 4 órán át működött 1 A terheléssel és az akku feszültsége csak 0,1 V-ot esett. A vezérlésben van a lényeg! Mihelyt lesz rá időm a TL494 kimeneteire teszek IR2121-es FET vezérlőket és azt is kipróbálom, hogy mi történik, ha nem ellenütemben vezérlem a visszacsatolást.
Az a kérésem lenne, hogy aki ért az elektronikához, az építse meg és gyorsan tökéletesítsük, igazoljuk az én állításomat."
Otako elolvasva a fenti leírást a következő gondolatokat fűzte hozzá:
"Miután jobban szemügyre vettem az áramkört, azt látom, hogy súlyos rajzi hiba van benne! A T1 FET áramköre a jelenlegi rajz szerint fordított tápot kap! Az áramkör így nem működik, legalább is a tankönyvekből tanult elektronikai ismereteim szerint. Hogy miért is? Azért, mert T2 tranzisztor sosem fog kinyitni, mert a bázisa csak negatívabb tud lenni, mint az emittere, ezért a T1 FET sem lesz vezérelve. Ha viszont helyre tesszük a tápot, tehát a T1 FET drain-jére tesszük a + tápot és a source megy a D3-C2 közös pontra, akkor "helyre áll a rend" és az áramkör működni fog. Azt azonban nem látom még, hogy mitől is fogja tölteni az aksit… Várjunk csak… !
Ha "helyre kötnénk" a fentebb említett áramköri részletet, akkor mi is történne? Ha mondjuk a T3 van nyitva, akkor ugye simán folyik az áram a TR1 primerén. Amikor a bekapcsolási tranziens megtörténik, az áram exponenciálisan növekedni kezd és ez fluxus változást idéz elő a vasmagban. Amíg ez az áramnövekedés tart, addig feszültség is indukálódik a szekunderben és mivel van rajta terhelés, ezért áram is fog a szekunderben folyni. Igen ám, de egy idő múlva a primerben az áram elér egy állandósult értéket (aminek nagyságát a primer tekercs ohmos ellenállása fogja meghatározni) ha nem kapcsoljuk ki T3-at és ezzel a vasmagot telítésbe visszük – ezzel párhuzamosan a szekunder körben megszűnik az áram. Ha ekkor kikapcsoljuk T3-at és bekapcsoljuk T1-et, akkor az fog történni, hogy T3 lezárása miatt megszakad az áram a primerben és a telítésbe vitt vasmagban elkezd "leépülni" a mágneses tér, aminek következtében a primeren is és a szekunderen is egy ellentétes irányú áram indukálódik. A szekunderrel nincs gond, hiszen a fogyasztók felhasználják az ott megjelenő teljesítményt, ám a primerrel lesz egy kis gond. Mivel a TR1 primerének a "kezdete" a + tápra van kötve és a lépülő mágneses tér éppen ellentétes polaritású feszültséget indukál, ezért a primer "vége" sokkal pozitívabb lesz, mint a táp + pontja. Éppen ekkor fog az a jelenség előállni, hogy a T1 és a meghajtó fokozata fordított tápot fog kapni és addig nem fog kinyitni, míg a szekunderen keresztül a fogyasztók el nem emésztik az indukálódott energiát. Utána a TR1 primerének mind a két pontja ekvipotenciális lesz.
Ha viszont "nem kötjük helyre" és úgy üzemeltetjük, ahogy a rajzon van, akkor T1-nek lesz lehetősége kinyitni és így már nem csak a szekunderen fog áram folyni a fogyasztók felé, hanem a primeren is. Méghozzá abban a pillanatban, amikor lezárjuk T3-at, a TR1 primerében polaritást vált az indukálódott feszültség és így D3 dióda kinyit és ezen keresztül helyes polaritású tápot fog kapni T1 és meghajtó fokozata amin keresztül valóban töltő jellegű áram fog folyni az aksi felé. Itt jegyzem meg, hogy az IC valószínűleg azért ment tönkre amikor István levette az aksiról az áramkört, mert a T1-en keresztül feltehetőleg nagyobb tápot kapott, mint +40 V. A feszültség túllövéseket az aksi megfogja, de abban a pillanatban mihelyt leveszed az aksit, a feszültség nagyon nagy is lehet – akár több 100 V – ami még rövid, néhány mikroszekundum alatt is képes taccsra vágni az IC-t.
Nos szerintem nagyjából így működhet a dolog és az is tény, hogy az aksi valóban kap töltést csak még azt nem látom, hogy hogyan is lehetne ennek az áramkörnek pozitív az energia mérlege?"
Pár nappal később Otako még a következő sorokat fűzte hozzá a fenti gondolatmenetéhez:
"Ha jobban megnézzük a rajzot, akkor könnyen belátható, hogy D3 diódán és a T1 FET-en keresztül gyakorlatilag rövidre zárjuk a TR1 primerét. Tulajdonképpen nem is nagyon van szükség a T1 FET-re és vezérlő áramkörére, hiszen a D3 dióda egyedül is képes megtenni azt, hogy a fordított polaritású lökéseket levágja. Tényleg nem látom azt, hogy mi tölthetné az aksit, és ez nem csak az energia mérleg miatt van. Az is furcsa a számomra, hogy látszólag a D3 dióda képes lehet feltölteni C2 kondenzátort valamilyen szinten, de teljesen nem fogja, és ha figyelembe veszem a frekvenciát is, akkor nem igen fog rezonálni a TR1 primere a C2 kondival… vagy legalább is nem KHz-es tartományban.
Ezen még el kellene gondolkodnom és végeznem kéne néhány kísérletet! Igyekezni fogok."
Próbáld ki Te is ezt a kapcsolást és oszd meg az eredményeidet velünk!
Folyt. köv.