Об изготовлении выходных трансформаторов для ламповых УМЗЧ
Наблюдается интересная тенденция: чем дальше мы отходим от "ламповой" эпохи, тем больше мифов и тумана создается вокруг выходного трансформатора лампового усилителя. Причем не только в вопросах расчета, но и его изготовления. Производителей понять можно, расхваливание своей продукции — закон рекламы, но и во множестве статей независимых авторов процесс намотки трансформатора смахивает на описание тайного обряда.
Давайте разберемся, насколько это сложно и как много времени на это требуется. Разговор пойдет о выходных трансформаторах для однотактных каскадов, а также о других трансформаторах, где не требуются высокая симметрия полуобмоток и выполнение жестких требований по условиям эксплуатации. Предполагается, что у вас есть достаточного сечения магнитолровод, намоточные провода и хотя бы примитивное приспособление для намотки катушек, снабженное счетчиком витков. Имеется в виду любая конструкция — от электрической или ручной дрели, зажатой в тисках, до согнутой резьбовой шпильки, укрепленной в двух деревянных брусках.
Изготовление катушки — дело кропотливое, но не сложное. Чертеж деталей каркаса сборной катушки из гетинак-са или текстолита с защелками показан на рисунке. На чертеже в позиции 1 — щечки; 2, 3 — пластины. Размеры h, b, у, y1и толщина деталей каркаса связаны с размерами и формой магнитопровода. Лучшим материалом для его изготовления можно считать стеклотекстолит (без фольги) толщиной 1,5. 2 мм.
При изготовлении деталей оставляйте припуск на окончательную доводку при сборке. Если попытаться сразу выпилить деталь по размеру, то велика вероятность, что ничего защелкиваться не будет, а катушка развалится. У собранной катушки опилите острые углы надфилем и оберните одним-двумя слоями бумаги толщиной 0,1. 0,15 мм. На изготовление катушки потребуется два-три часа.
Технологию изготовления трансформатора галетной конструкции затрагивать вообще не будем, поскольку при относительно малом числе галет она проигрывает классической конструкции с неглубоким секционированием и по коэффициенту заполнения, и по индуктивности рассеяния.
Далее начинается более интересное — намотка. Большинство любителей используют рядовую намотку, т. е. провод мотают виток к витку, и через каждый слой укладывают прокладку. Намотать таким образом без станка с укладчиком 3000-4000 витков тонким проводом — титанический труд. Возникает вопрос: а почему не намотать внавал?
Если отбросить благородное возмущение истинных аудиофилов и обратиться к первоисточникам [1, 2], то выяснится, что с коэффициентом заполнения для тонкого провода (0,15-0,4 мм) не так плохо: Г. Цыкин приводит значения 0,7. 0,75, у меня получалось 0,5. 0,53, что для единичных экземпляров трансформатора с секционированными обмотками вполне допустимо.
Индуктивность рассеяния практически не зависит от способа и плотности намотки. Собственная емкость обмотки (при намотке внавал) получается на 5. 10 % меньше. Основной проблемой представляется пониженная электрическая прочность.
Кстати, высокие значения коэффициента заполнения позволяют сделать трансформатор меньше или в тех же габаритах получить большую индуктивность намагничивания. Это важно, так как для высококачественных устройств следует стремиться реализовать трансформатор с минимальными габаритами при заданной индуктивности первичной обмотки. Чем меньше размеры магнито-провода трансформатора, тем лучше — меньше индуктивность рассеяния при заданном секционировании.
Вернемся к обеспечению электрической прочности. В книгах все написано правильно, но большинство рекомендаций относится к серийному производству трансформаторов и соответствию их определенным стандартам. Выполнить трансформатор в соответствии с ними в домашних условиях нереально: нет ни соответствующих материалов, ни технологий. Поэтому будем исходить из двух критериев: первое — реальные условия эксплуатации, второе — неприемлемое в производстве вполне подходит при самостоятельном изготовлении единичных образцов.
Так какое же напряжение может быть на первичной обмотке трансформатора? Допустим, выходная мощность Р усилителя — 5 Вт (это немало для однотактного каскада на распространенных лампах), приведенное к первичной обмотке сопротивление нагрузки R — 2 кОм, напряжение питания Ua — 300 В и КПД трансформатора КПД- 0,85. Чтобы получить такую мощность, действующее напряжение на первичной обмотке должно быть равно:
Соответственно его амплитуда будет равна: U rms= √2 Urms = 166 В.
С учетом напряжения питания максимальное напряжение на первичной обмотке относительно корпуса усилителя будет равно:
Uw — U + Ua — 466 В.
Это и определяет требования к межобмоточной изоляции (как правило, один конец вторичной обмотки заземлен) и изоляционным свойствам каркаса. Кабельной бумаги толщиной 0,12 мм достаточно два слоя, можно использовать конденсаторную бумагу в 4-5 слоев либо комбинацию из слоя сантехнической фторопластовой ленты и слоя писчей бумаги. Стеклотекстолитовый каркас с лихвой обеспечивает необходимую электрическую прочность.
Высококачественные выходные трансформаторы всегда выполняют секционированными, иначе не удается получить приемлемые значения индуктивности рассеяния. В простейшем случае первичную обмотку делят на две части, но лучше — на три, между которыми располагают вторичную обмотку. Возможно и более глубокое секционирование, но при этом значительно снижается коэффициент заполнения окна магнитопровода и возрастает емкость между обмотками. Из-за усложнения намотки глубокое секционирование используется довольно редко.
Остановимся на трех секциях первичной обмотки.
Минимум индуктивности рассеяния достигается при неравномерном разделении числа витков — в крайних секциях их число в два раза меньше, чем в средней. Если пренебречь активным сопротивлением обмотки, то в отсутствие сигнала все витки первичной обмотки эквипотенциальны; при максимальной мощности напряжение на частях обмотки будет пропорционально их индуктивности. Следовательно, максимальное переменное напряжение возникает на средней секции обмотки; его амплитуда равна 83 В. Пробивное напряжение изоляции обмоточного провода диаметром более 0,15 мм (ПЭТВ, ПЭВ, ПВТЛ и др.) — не менее 600 В, а число микродефектов допустимо не более 5-7 на 15 м. Для провода диаметром более 0,35 мм микродефекты вообще недопустимы. Поэтому обмотку можно мотать внавал вообще без всяких прокладок; вероятность появления короткозамкнутых витков очень мала.
Для лучшей укладки витков и повышения надежности трансформатора целесообразно через каждые 300-500 витков обмотки укладывать прокладку из конденсаторной бумаги толщиной 0,022 мм в два слоя (такую бумажную ленту можно добыть из старых бумажных конденсаторов — например, группы КБГ). Поэтому основная задача при намотке трансформатора — исключить западание витков.
Межобмоточная изоляция достигается стандартным способом — прокладку делают шире каркаса на 4-5 мм и по ее краям нарезают насечку. Это можно сделать быстро, свернув прокладку в трубку: ее край по контуру прокусывают острыми кусачками. Так как в этом случае используется более толстая и жесткая изоляция (как из условий электрической прочности, так и для возможности нормальной укладки следующей обмотки), западание витков исключено, если вы достаточно внимательны. Желательно исключить западание витков и при укладке межслоевой изоляции. Тут возникают сложности. Так как поверхность обмотки имеет неровности, то даже при наличии насечки на краях прокладки исключить западания витков не удается — провод ее стягивает. Решается этот вопрос следующим образом. На края прокладки накладывается бандаж из узкой полоски тонкой липкой бумаги (можно использовать "малярную ленту") с насечкой по краю, она удерживает прокладку от сползания (или закрывает витки, с которых прокладка уже сползла).
Итак, порядок намотки трансформатора следующий — секции первичной обмотки наматывают внавал с межслоевыми прокладками через каждые 300- 500 витков, секции вторичной обмотки — виток к витку без прокладок (при диаметре провода более 0,6 мм этот процесс сложности не вызывает). Напоминаю еще раз, что межобмоточная изоляция должна быть достаточно жесткой — витки вторичной обмотки должны ложиться ровно. При намотке секций первичной обмотки следует обеспечивать достаточное натяжение провода и стараться, чтобы поверхность обмотки была как можно ровнее. Кстати, при намотке желательно не касаться провода руками, а удерживать его кусочком тонкого фетра или мягкой замши. Намотка ведется от края до края катушки. Выводы обмоток выполняются непосредственно обмоточным проводом с надетой на него фторопластовой трубкой (тонкая трубка прекрасно тянется; растягивая миллиметровую трубочку, можно получить трубку меньшего диаметра). Если провод слишком тонкий, то для повышения механической прочности вывода провод складывают в три-четыре раза и плотно свивают. Эта косичка используется как вывод обмотки, естественно, ее начало должно быть изолировано и надежно закреплено на обмотке. Выводы из цветных проводов, конечно, красивее, но такой вариант практичнее. Конечная изоляция обмоток выполняется из двух слоев кабельной бумаги (можно и писчей).
Коэффициент заполнения окна маг-нитопровода при двух секциях первичной обмотки находится около 0,45, при трех секциях первичной обмотки — около 0,4. Это усредненные данные по результатам намотки нескольких десятков трансформаторов разной мощности.
Управиться с такой работой, в зависимости от имеющегося опыта, вполне можно за пару вечеров.
Для чего пропитывают катушку трансформатора? Основная цель — повышение электрической прочности при неблагоприятных внешних условиях, также пропитка улучшает отвод тепла из внутренних слоев катушки и повышает ее механическую прочность. Конечно, есть и обратная сторона медали, любая пропитка увеличивает собственную емкость трансформатора.
В 99,9 % случаев любительский усилитель стоит на почетном месте в комнате при практически нормальных условиях. Тепловая нагрузка на выходной трансформатор высококачественного усилителя тоже не велика. Во-первых, проектируются такие трансформаторы по несколько иным критериям, чем сетевые, во-вторых, при прослушивании музыки, даже если усилитель имеет значительную выходную мощность, средняя мощность на выходе составляет всего несколько ватт. Поэтому я не советую использовать какую-либо пропитку и тем самым ухудшать, даже незначительно, электрические параметры трансформатора. Конечно, если вы намерены слушать музыку в условиях тропического климата, планируете установить усилитель в автомобиле или предложить его рок-группе, тогда надо задуматься над пропиточным составом и способом пропитки.
Другое дело — магнитопровод трансформатора. В любительской практике часто используют витые магнитопроводы от серийных трансформаторов, которые гри разборке имеют тенденцию расслаиваться. Это не опасно, но отслоившиеся пластинки будут создавать призвуки. По возможности, их следует подклеить, но это мало что даст. Эффективный способ утихомирить трансформатор (клеить все равно надо) — перед окончательной сборкой окунуть подковы магнитопро-вода в масляный лак. Шихтованный магнитопровод тоже целесообразно прокрасить лаком.
При окончательной сборке трансформатора таким же лаком промазывают и формирующую немагнитный зазор прокладку (для ШЛ и ПЛ их соответственно три и две), толщина которой задана при расчете. Ее можно изготовить из тонкого листа электрокартона, текстолита, гети-накса или иного жесткого термостойкого материала. Очень важно обеспечить фиксацию зазора в магнитолроводе надежной стяжкой: стабильность зазора способствует минимизации нелинейных искажений самого трансформатора на низких частотах.
Изготовленный таким образом трансформатор будет иметь электрические параметры не хуже, а возможно, и лучше, чем изготовленный в заводском цехе. В условиях, близких к нормальным, такие трансформаторы работают безотказно.
Итак, сложность самостоятельного изготовления выходного трансформатора сильно преувеличена. Основные хлопоты связаны с поиском магнитопровода, намоточных проводов и сопутствуюших материалов, а не с намоткой. Залогом хороших результатов является обычная аккуратность и внимательность. Даже не имея опыта, вполне реально за неделю изготовить комплект выходных трансформаторов для стереоусилителя. Конечно, не все может получиться сразу, но под лежачий камень вода не течет, поэтому смело беритесь за работу и собирайте свой лучший ламповый усилитель.
Замечу, что теперь появилось много современных изоляционных материалов, так что применять бумагу совсем не обязательно. Использование полиэти-лентерефталатной, лавсановой пленки, армированного фторопласта, стеклоткани приветствуется; применяйте, что легче достать.
У мощных усилителей возможно появление значительного перепада напряжения на выходном трансформаторе при резком сбросе нагрузки. Если при сравнительных прослушиваниях аппаратуры вы предпочитаете делать коммутацию нагрузки на ходу, то не стоит увеличивать электрическую прочность трансформатора, проще зашунтировать его первичную обмотку подходящим варистором или разрядником на 1 кВ.
Естественно, качество трансформ тора зависит и от применяемого магнитопровода, но не следует возводить это в абсолют. В трансформаторах питания бытовой аппаратуры наиболее часто использовалась электротехническая сталь 3411. Она уступает по своим магнитным свойствам современным сталям (производители часто используют сталь 3408), но эти отличия не настолько велики, чтобы их нельзя было частично компенсировать на этапе проектирования трансформатора. На витом магни-топроводе от сетевого трансформатора можно изготовить отличный выходной трансформатор. И вообще, наблюдается любопытный парадокс. Многие производители предлагают высококачественные выходные трансформаторы, но ограничиваются приведением только их основных параметров — чистый "кот в мешке". А трансформаторы с магнито-проводами из стали 3408 и аморфного сплава — "две большие разницы"!
1. Цыкин Г. С. Трансформаторы низкой частоты. — М.: Связьиздат, 1955.
2. Горский А. Н., Русин Ю. С. и др. Расчет электромагнитных элементов источников вторичного электропитания. — М.: Радио и связь. 1988.
Автор: Е. Карпов, г. Одесса, Украина
Мнения читателей
- Владимир / 11.02.2018 — 13:12
Хочешь сделать хороший трансформатор возьми тороидальное железо главное разрезать таким образом чтобы не закоротить железо если очень постараться то можно сделать на железе 140 килогерц полосу она пермаллои за 200 килогерц
С запозданием. Вариант проверенный.Транс для 6С33С.1067 ом / 8 ом.Железо Ш40 х 60 с окном 40 х 100 мм.Габарит намотки – 37 х 95 мм.Первичка — 1710 витков провода ПЭВ-1 0,93 мм диаметром.3+6+6+3=18 слоёв по 95 витков в каждом слое.Активное сопротивление первички 13,4 ома.Вторичка — 150 витков (75 витков в одном слое, всего два слоя в каждой секции вторички) провода диаметром 1,16 мм.Три секции по (2+2+3) вторички в каждой секции.Все три секции в параллель.Активное сопротивление вторички – 0,18 ома, приведённое – 13,9 ома.КПД данного транса – 97,4%.Изоляция межслойная — 0,02 мм, межсекционная — 0,5 мм.
Братищи, хочу собрать усь ламповый однотактный первый раз. Хочу поставить на выходе одну 6С33С, питание сделать анодное вольт 150-250, мощность ватт бы 20-25, если реально. Есть транс с зазором, вернее железо одно, проволока давно сдёрнута уродами, вместе с каркасом. Керн около 40/40, сам транс шириной по низу "Ш" 120 где то. Провод есть 0,31: 0,45: 0,6: 0,8: 1,0: 1,2: 1,5: 2,0: Как лучше намотать этот выходной транс? Сколько слоёв, секций, каким лучше проводом. Нагрузка 8 ом. Полоса 20. 20 ни к чему, 31. 16000 думаю тоже. Хотя бы 40. 16000, если реально. Если кто то делал подобное, как бы делали в данном случае? Спасибо.
мотал для 36х однотактник .это конструкция ну очень далеко не первая я делал унч ещё когда транзисторы только разрабатывались. такк к намотке я мотал с катодной 10% первички результат звук ШИКАРНЫЙ Спасибо!
Главное пацаны — знать, что хочешь получить с того транса.
так скажу, для себя делаешь 20 раз подумаешь, пересчитаешь данные. почитаешь литературу. на всякий пожарный случай доп. отводы сделаешь. а когда кто то. да наверняка не он сам, а делает какой то неизвестный папа карла. как у меня случалось неск. раз и у знакомых. до майских был у меня последний случай — содрал мастерь аванс (как обьяснили, без аванса. может я пропаду и с концами — ни как нельзя!) я уже дошёл до метро и вспомнил что то . вернулся а мастерь уже сбегал за.
так скажу, для себя делаешь 20 раз подумаешь, пересчитаешь данные. на всякий пожарный случай доп. отводы сделаешь. а когда кто то. да наверняка не он сам, а делает какой то неизвестный папа карла. как у меня случалось неск. раз и у знакомых.
Я так скажу коллеги, мотал не сильно много, но пришлось. Первое, что всё должно быть "под руками". Знать, что хочешь получить в итоге. Что за провод, откуда достали и какая у него изоляция. Сечение — — это само собой. Куда транс — то обязательно! Сигнал, полоса частот , это и не говорю. Всем "аматёрам" успехов, удач, уловов этим летом и последующих прочих временах года! Всем 73! И здоровья.
Без секционирования выходника качества двух-тактника добиться практически невозможно. Секционированный трансформатор изготовить не сильно сложнее. Попробуйте сами поймете! ( те кто еще так делает). Готовые трансы, часто прошедьшие через кучу рук — брать не советую. На приличных предприятиях где собирали аппаратуру обязательно старались делать предварительный отбор. Часто одинаковые аппараты делали на разных заводах . Отличить можно было \"по-запаху\". На одном предприятии еще до \"ленинской аферы\", что — то мотали и паяли. Другое комуняки возвели что бы занять абреков, что бы те глотки друг другу не резали. (Пример: Грозненский радио завод).Или баб сбежавших с полей в города.
На самый умный вопрос "Ted / 24.11.2011 15:34Я так ничего что хотел и не понял Может хоть ткто нибудь сказать обмотки мотаются слоями или секциями??" — так никто и не ответил.
Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:
Подбор выходного трансформатора для двухтактного лампового усилителя
В этой статье я попробую немного затронуть вопрос подбора выходного трансформатора для мощного двухтактного лампового усилителя. Имеется ввиду не расчет с нуля под конкретный режим лампы, а именно подбора из готовых вариантов. Подбор, опять же, не идеальный, а приблизительный. Работая с таким трансформатором не факт что получится достичь идеального согласования, максимальной передачи мощности в нагрузку или минимума искажений. Но, по крайней мере, такой усилитель будет работать и что-то выдавать в нагрузку, радуя своего создателя.
Многие любители ТЛЗ предпочитают использовать готовые трансформаторы ТВЗ от советской радиоаппаратуры или готовые покупные, и, соответственно, использовать те же режимы ламп, что и в советской аппаратуре, или режимы ламп, рекомендованные изготовителем трансформаторов. Данная информация пригодится тем, кто хочет спаять что-нибудь теплое и ламповое, но кто совершенно не хочет возиться с намоткой трансформаторов и кого отпугивают цены на готовые трансформаторы, предлагаемые различными фирмами.
Хочу сразу предупредить, в ламповой технике я не силен, изучаю ее походя, в процессе, так сказать. Поэтому некоторые мои рассуждения для специалистов могут показаться весьма наивными.
С чего необходимо начать выбор трансформатора? Наверное, с понимания того, для чего он все-таки нужен. А нужен он для согласования лампы с нагрузкой. Дело в том, что громкоговорители и акустические системы (АС), в большинстве своем, имеют относительно низкое сопротивление (типовые значения сопротивления большинства отечественных АС — 4 или 8 Ом, импортных – 6 Ом), соответственно, в их цепи текут довольно большие токи и на клеммах присутствуют относительно небольшие напряжения. Грубо говоря, через АС с номинальной мощностью 16 Вт и сопротивлением 4 Ом будет протекать ток 2 А, а действующее напряжение на нем будет 8 В (зависимостью импеданса динамика от частоты в этом рассмотрении пренебрежем).
Лампы же наоборот — обычно работают с высокими напряжениями и относительно небольшими токами. Например, для лампы 6П44С, как в моем усилителе, согласно справочнику средний ток анода составляет максимум 100 мА (420 мА допускается в импульсе длительностью 4 мс), напряжение на аноде 250 В (550 В допускается при включении лампы).
Чтобы преобразовать высокое напряжение на лампе в низкое на динамике и низкий ток лампы в большой ток через динамик и необходим трансформатор. 100 мА необходимо трансформировать в 2 А, а 8 В, соответственно, в 160 В. Ориентировочный коэффициент трансформации в этом случае должен быть примерно около 20 (потерями в трансформаторе для простоты изложения пренебрежем).
При этом сопротивление динамика, «пройдя» через такой трансформатор для лампы будет выглядеть как
И поэтому лампа, имеющая довольно большое выходное сопротивление (порядка нескольких килоом) сможет на этот динамик работать. Вообще говоря, лампа в пентодном включении (лучевой тетрод – это тоже пентод) имеет очень высокое выходное сопротивление (по сравнению с триодами), напряжение на аноде лампы очень слабо зависит от тока через нее. Схемотехнически лампа в таком включении является источником тока, а трансформатор, подключенный к ней – работает скорее в режиме трансформатора тока, нежели трансформатора напряжения.
Второе, с чего следует начать выбор трансформатора – это источник сигнала или сам ламповый выходной каскад. Необходимо понять, а сколько мощности в нагрузку мы вообще можем из нее выжать? И это логично, т. к. если лампа максимум может выдать в нагрузку 10 Вт, то припаивать к ней трансформатор на 100 Вт, наверное, будет перебор, трансформатор будет всегда недогружен, габаритная мощность будет использоваться неэффективно (необходимостью запаса по индуктивности первичной обмотки для простоты рассуждений пока тоже пренебрежем).
Рассмотрим двухтактный выходной каскад на лампах 6П44С из нашего усилителя. Сколько же мощности можно из него выжать? Как было указано выше, из справочника, средний ток анода составляет максимум 100 мА (420 мА в импульсе 4 мс), а напряжение на аноде 250 В (550 при включении лампы). Сначала разберемся с напряжением. В двухтактном каскаде лампы работают по очереди, каждая на свою половину первичной обмотки. Средняя точка этой обмотки подключена к источнику питания. Какое максимальное напряжение Uп можно подать на среднюю точку? Когда одна из ламп открывается полностью, напряжение на ее аноде минимально (опять таки для упрощения будем считать что оно равно 0). При этом напряжения на аноде другой, запертой лампы становится равным 2Uп. Максимальное напряжение на запертой лампе по справочнику может достигать 7 кВ, но хотя это в импульсе не более 18 мкс. Поэтому Uп можно выбрать близким к максимальному 250 В, и даже немного больше него, например, с небольшим запасиком – 260 В. Слишком сильное превышение этого напряжения чревато межэлектродными пробоями и высокими электростатическими силами, сокращающие срок службы катода. Максимальный ток анода (в импульсе) может достигать 420 мА. Таким образом, мгновенная мощность двухтактного каскада будет около 260 В∙0,42 А= 109 Вт. Действующая мощность, соответственно, 55 Вт. Это теоретический максимум, который можно получить от данного каскада. Если бы выходное сопротивление ламп было бы равно 0, то вся эта мощность могла бы перейти в нагрузку. Но, как всем известно, выходное сопротивление лампы ненулевое, более того, порядок значений этого сопротивления – килоомы. Условием передачи максимальной мощности от источника в нагрузку является равенство сопротивления этой нагрузки внутреннему сопротивлению источника. Поэтому при расчете трансформатора «с нуля», его, чаще всего, начинают с выбора коэффициента трансформации таким, чтобы сопротивление нагрузки после «прохождения» через трансформатор было равно выходному сопротивлению лампы в выбранной рабочей точке. Хотя обычно высокой точности равенства выходного сопротивления лампы сопротивлению нагрузки не требуется.
Итак, даже в идеальном случае равенства выходного сопротивления лампы сопротивлению нагрузки, в последнюю передается только половина мощности. Вторая половина рассеивается на внутреннем сопротивлении лампы и греет аноды. В нашем случае, из 55 Вт в нагрузку может уйти максимум 22,5 Вт. Но в реальности эта мощность будет еще меньше. Во-первых, из-за неидеального согласования сопротивлений лампы и нагрузки (поскольку мы трансформатор взяли готовый, а не мотали с нуля), во-вторых, из-за потерь в самом трансформаторе (они небольшие, но есть), в третьих, из-за просадки напряжения питания под нагрузкой (если оно выбрано без запаса), в четвертых, по мере износа лампы максимальный ток (и, соответственно, выходная мощность) также будет также постепенно снижаться. Именно по указанным выше причинам в моем усилителе удалось выжать только 20 Вт в нагрузке (напряжение питания в моем усилителе около 230 В, вместо 260).
Попробуем прикинуть, насколько хорошо подходит под эти параметры использованный трансформатор ТН-56. Итак, граничные параметры со стороны ламп: ток в импульсе 420 мА, ток действующий 420мА/1,41=300 мА. Напряжение амплитудное 260 В, напряжение действующее 260В/1,41=184 В. Параметры трансформатора при включении указанным на схеме образом: максимальное действующее напряжения на входных полуобмотках 127 В, максимальный ток 0,44 А, на выходных обмотках на отводе 4 Ом напряжение 12,6 В, ток 3,15 А, мощность 40 Вт, на отводе 8 Ом напряжение 18,9 В, ток 2,36 А, мощность 45 Вт. Коэффициент трансформации (для 4 Ом) 127В/12,6В=10.
Учитывая коэффициент трансформации, действующее значение тока во вторичной обмотке будет 0,3А∙10=3 А, а напряжение 177В/2/10=9,2 В. Почему берем половину напряжения? Потому что даже при идеальном согласовании только одна половина напряжения ушла в нагрузку, вторая упала на внутреннем сопротивлении лампы. Максимальная выходная мощность с ограничением по току получается 3∙3∙4=36 Вт. Максимальная выходная мощность с ограничением по напряжению — 9,2∙9,2/4=21 Вт. Как видим, запас по току еще есть, не весь ток лампы используется, напряжения не хватает. Насколько нужно поднять еще напряжение чтобы использовать полностью запас по току? Посчитаем. Если мы хотим выжать 36 Вт, нам нужно напряжение на вторичной обмотке трансформатора 12 В, тогда напряжение на первичной обмотке трансформатора будет 120 В (все еще не превышает максимальных 127 – трансформатор не войдет в насыщение). Напряжение питания должно быть 120∙2∙1,41=338 В. Как то слишком многовато для лампы, не следует, на мой взгляд, настолько сильно превышать паспортное значение. Хотя, может, и не нужно настолько превышать. Мы же исходили из предположения, что у нас сопротивление нагрузки и лампы согласованы, то есть, равны и напряжение делится между ними поровну. А судя по тому, что в моем усилителе напряжение на нагрузке 9 В достигается уже при напряжении питания 230 В, можно предполагать, что на самом деле сопротивление лампы меньше сопротивления нагрузки и поэтому в нагрузку идет большее напряжение. Для того, чтобы выяснить, насколько хорошо они согласованы, необходимо знать выходное сопротивление лампы. К сожалению, в справочнике на эту лампу этот параметр не указан. А не указан он потому что очень сильно зависит от режима работы лампы. Лучевой тетрод может работать как в пентодном режиме, при этом имея высокое выходное сопротивление, так и в триодном, с низким выходным сопротивлением.
Как измерить выходное сопротивление лампы? Известным способом – путем подключения разных нагрузок и измерения напряжения на них. Сначала подключим нагрузку 4 Ом, измерим напряжение на ней U1, затем к тем же клеммам подключим нагрузку 8 Ом, измерим напряжение на ней U2. Рассчитаем внутреннее сопротивление по формуле
Ламповые усилители, это неплохо. Добавим здравого смысла, часть6
Выходных трансформаторов в стереоусилитель нужно два. В однотактных схемах годятся ТВЗ1-9, ТВЗ1-2, ТВ-2Ш, ТВ-2Ш2. Потому, что у них вторичная обмотка намотана первой, в нижнем слое обмотки, у керна, а потом идет первичная. Можно домотать ещё, поверх первички, вторичку и соединить с нижней вторичной обмоткой параллельно. Получится лучшее сцепление магнитного потока и более равномерная и широкая полоса пропускания. Хорошие результаты в звуке дают секционированые ТВЗ. Есть ощущение, что выходные трансформаторы, намотанные внавал звучат лучше. Видимо потому, что меньше межвитковая и межобмоточная ёмкости. УНЧ звучит прозрачней. Но в этом случае провод в выходнике нужно применять с двойной, усиленной изоляцией. Эмальпровод ПЭВ-1 и ПЭВ-2 лучше не применять.
Вопрос. Каков Ваш совет набора ламп и схемы именно под ТВЗ-1-9 ?
Ответ. ТВЗ1-9 под 6П1П, 6П14П, 6Ф3П, 6Ф5П, 6П6С и с трудом под 6П3С. Изготовлен он под 40мА анодного тока. Дорабатывая его, доматывают только вторичку, расширяя АЧХ в области ВЧ. А НЧ (примерно 60 Гц) так и остаются. Доматывая в первичке, 400-500 витков, расширяют АЧХ в области НЧ. А применив дополнительно ООС, с выхода ТВЗ в катод драйвера, можно расширить диапазон до 35Гц по уровню -3dB. Под такой ТВЗ лампу 6П3С лучше не ставить, великовата. Будут искажения, сердечник раньше насыщается. А вот лампы 6П6С и 6П14П самое то.
Чем хорош ТВЗ1-9, тем что вторичка 58 витков намотана внизу, потом первичка 2100-2200 витков. Поэтому намотав поверх первички ещё слой вторички получают секционирование. Поверх вторички кладут ещё два слоя первички 300-400 витков и получают лучшее сцепление магнитных полей между обмотками. Для этого ТВЗ-1-9 разбирают, убирают верхний слой слой защитной бумаги до первичной обмотки. Отгибают вбок площадки с монтажными лепестками, куда припаяны выводы обмоток. Кладут два слоя писчей бумаги. Витки мотают по ходу, какова намотка у трансформатора. Это 58 витков провода диаметром 0,55-0,6 мм, а далее два слоя бумаги. Затем мотают 300-400 витков проводом диамера 0,15 мм. Проверяя заполнение не по щёчкам, а по внутреннему размеру Ш-образного железа. Оставляя зазор на один слой защитной бумаги, что снят с трансформатора в начале. В щёчках для закрепления новых выводов обмотки, по углам делают отверстия. Собирают трансформатор уложив в зазор тонкую папиросную бумагу или алюминиевую фольгу. Первички соединяют последовательно. При этом получается отвод для ультралинейного включения. Вторички соединяют паралельно. Второй трансформатор доматывают аналогично. После изготовления проводят измерения.
Первички обоих трансформаторов соединяют последовательно и подают 220 вольт. Измеряют напряжение на каждой первичке. Должно быть одинаково 110 и 110 вольт. Но получается всегда разное. Для выравнивания постукивают молоточком по пакету перемычек в том трансформаторе, где напряжение меньше и контролируют напряжение. Подгоняя таким образом выравнивают индуктивность трансформаторов. При этом характеристики можно считать одинаковыми. АЧХ усилителей с такими трансформаторами будет примерно 40Гц -30кГц с завалом на краях -3dB .
Вопрос. Хочу ставить ТВЗ-1-9. Нагрузка 8 Ом, объясните еще раз как его правильно переделать.
Ответ. Разобрать. Снять внешнюю бумагу. Откроются клеммы с припаянными проводами. Отогнуть картонки с клеммами в стороны. Убрать бумагу до первичной обмотки. Вывод обмотки скручен с выходным проводом. Одеть бумажку 1х2 см согнув пополам на это оголённое место. Потом вырезать бумагу по ширине из школьной тетради, и дать два слоя. Закрепить клеем ПВА и подсушить. Далее мотают 58 витков 0.38-0.41 (один слой), а затем слой бумаги и мотают 24 витка 0,8 мм и опять два слоя бумаги, а картонку под выводы. Выводы возвращают на место и сверху приматывают изолентой ПХВ. Собирают транс не забыв вложить прокладку, фольгу от сигаретной пачки или от шоколада. Через лампочку или ЛАТР подключают первичку в сеть. И соединяют домотанные 58 витков с родными 58 витками впараллель, согласно. Встречное включение бессмысленно, поскольку приводит к короткому замыканию обмоток друг на друга. Потом 24 витка последовательно соединяем с этими обмотками, измеряя согласное включение прибором, чтобы напряжение увеличилось а не уменьшилось при соединении. Получаем 82 витка но мощнее, толще. И сцепление магнитного потока будет больше, и выходное сопротивление меньше. Теперь о нюансах. Включаем оба выходника в сеть 220 В, соединив их первички последовательно. Измеряем тестером напряжения на первичках. Например на одном будет 97 вольт на другом 120 вольт. Следовательно индуктивности разные у выходников. Витки одинаковы. Значит зазоры разные. Берём молоток и постукиваем по нижней части (перекрышке) того выходника, у которого меньше напряжение. Постукиваем пока не сравняются напряжения. Вот теперь оба трансформатора одинаковы и их можно ставить в стерео усилитель.
Вопрос. У меня ТВЗ1-9 с первой вторичкой. Как сделать отвод для ультралинейного включения? Планирую именно ультралинейную схему собрать.
Ответ. Ну вы же первичку доматываете 400 витков. Вот и получается отвод для УЛ включения. Кроме этого можно и катодную обмотку намотать.
Вопрос. А вот здесь, если можно, подробней. Конкретные условия каковы?
Ответ. Первичку оставляем на каркасе и доматываем — вторички слой, первички два слоя, вторички слой, первички два слоя. И т.д. Первички всего 2500 витков 0,14. (примерно) Вторички 65 витков на акустику 4 Ома. Желательно подобрать диаметр провода, чтобы 65 витков ложилось от щёчки до щёчки в один слой. Потом секции первички соединяем последовательно. А вторичку все секции параллелим. Получается супер транс выходной, т.к. АЧХ отличная. Железо начиная от сечения ТВЗ и до в два раза больше. 4-8 кв.см.
Вопрос. Можно ли применить ТВК 110 ЛМ в качестве ТВЗ?
Ответ. ТВК 110 ЛМ не переделанный не играет никак. Валить начинает с 2 кГц.
Поэтому сматываем вторички. Мотаем 55 витков 0,5 (это слой один) затем 200витков. 0,15 опять слой 0,5 и опять 200 витков 0,15 опять слой 0,5. Потом 10 вит +24 витков 0,9. Это под 4 и 8 Ом. Вот тогда получается правильный трансформатор. Перемотаный линейный от 30 Гц до 35 кГц. ТВК110ЛМ я мотаю так. Сматываем две верхние вторички, снимаем бумагу отделяющую первичку от вторичек, ставим свою бумагу, слой потоньше (хорошо от кассовых аппаратов подходит). Но можно и писчую… Мотаем 62 витка 0,43, потом слой бумаги, потом мотаем 200 витков 0,15; бумага и опять 62 витка 0,43 и опять бумаги слой и 200 витков 0.15 и опять 62 витков 0,43. Это на 4 Ом акустику. Если 8 Ом то поверх ещё мотаем 24 витка с отводом от 10 витка проводом 0,8мм.
Подключил в УНЧ на 6Н2П и 6П14П вместо ТВЗ-Ш (Юрий это УНЧ который в г.Саки был на ТВЗ-Ш) и измерил КНИ, ИМД и снял АЧХ. Так же подключил от УРАЛ-111 выходник. Вот АЧХ. На ТВК переделанном. Самая лучшая АЧХ и самый меньший КНИ. Рекомендую ставить ТВК 110 ЛМ. На ТВЗ-Ш КНИ 3,7% ИМД 5,1% при 4 ватт. На ТВК КНИ 2,8% ИМД 3,3% при 4 ватт. Завал на 30 гц у ТВЗ-Ш 4dB у ТВК 110 1dB всего. Теперь по КНИ и ИМД. ТВЗ1-9 выходник 6П14П. Анодное 290 В, экран 262В, КНИ 5,5%, ИМД 8% 4 Ом — 4 ватта. Анодное 326 В, экран 302 В. КНИ 2,6% ИМД 3,5% 4 Ом — 4 ватт. На обмотке ТВЗ падает 15-17 вольт поэтому на аноде 275 и 310 вольт в схеме.
Если ТВЗ мотают на стержневом ТС-40 (двухкатушечном), то достаточно две вторички на каждой катушке. В параллель получается четыре вторички. Первички последовательно для однотакта. И последовательно со средней точкой для двухтакта. Это универсальный выходной трансформатор. Под УНЧ мощностью от 4 до 16 ватт однотакт и до 25 ватт двухтакт. Там видите мотаю ещё слой катодная обмотка 140 витков. Она понадобится позднее.
Примечание. Автор немного преувеличивает верхнее значение звуковой мощности, которую можно отобрать от ТВЗ на ТС-40. Как правило, при расширенном частотном диапазоне базовую мощность трансформатора для 25 Вт звука закладывают в 2,5 — 3 раза больше. Если массогабаритные ограничения для УМЗЧ отсутствуют, то и 4-х кратный запас не помешает для снижения индукции. Дальнейшее увеличением массы уже неоправдано, хотя и не запрещено. Евгений Бортник
Если мотают на ТС-40 на ШЛ сердечнике, то все вторички сматывают. В первичке уже намотано 1600 витков (это бывшая сетевая), мотают слой вторички, потом два слоя первички, далее опять слой вторички, затем первичку и т.д. ТС-60 (на сердечнике ШЛ) также хорош для ТВЗ. Особенно те ТС в которых первичка внавал намотана. При намотке внавал а не рядками — ёмкость межвитковая и межобмоточная меньше и ТВЗ звучит на высоких лучше. У этих ТС первичка имеет 1450-1600 витков. Её оставляют. Потом кладут ряд провода 0,51 вторички — это 54-56 витков. Расстояние между щёчками 30мм. Потом кладут три ряда 0,23, потом один ряд 0,51, потом три ряда 0,23, потом ряд 0,51, потом ряд 0,8мм с отводами через каждые 5 витков. Будет вам ТВЗ на все случаи жизни. Зазор в магнитопроводе 0,15 делают только в сердечнике, который находится внутри катушки. Капля клея на каждый торец,потом пинцетом кладём два квадратика бумажки точно вырезанных по сечению каждой половины сердечника. Потом капля клея на бумажки и на внешние торцы подков и вкладываем половинки сердечника сверху катушки. Потом сжимаем грузом и оставляем на сутки.
Если есть силовик от магнитофона Маяк. Можете смотать верхние обмотки и экранирующюю. И начинаете мотать поверх сетевой (содержащюю 1600витков) один слой вторички 60 витков проводом 0,6мм. Потом первичку два слоя 0,27мм 200 витков. Потом вторичку один слой 60 витков, потом первичку два слоя 200 витков и опять вторичку один слой 60витков и первичку два слоя 200 витков и ещё 40 витков 0,9мм вторичка. Первичку последовательно соединить. Вторичку (обмотки по 60вит.) паралельно. Получится прекрасный ТВЗ допускающий работу в ультралинейном включении.
Вопрос. В итоге должен получиться вот такой трансформатор:? Получится первичка — 2200 витков, вторичка — 60-60-60 витков это на нагрузку 4 Ома? И еще вопрос, что за обмотка 40 витков проводом 0,9? Это для нагрузки 8 Ом?
Ответ. Да три вторички параллельно и 40 витков последовательно с ними если акустика на 8 Ом . Если только 4 Ома, то её не мотать. Если только 8 Ом, то мотать только три обмотки по 90 витков.
Вопрос. Подскажите, с какими еще лампами Вы используете трансформатор с этими моточными данными?
Ответ. 6П3С, 6П36С, 6П41С и т.д. И под 6П14, 6П1П, 6П6С пойдут. Нужно понимать, что намоточные данные не так критичны. Витки обмоток можно варьировать в широких пределах, а не рассчитывать до половинки. Например, число витков 2188 для первичной обмотки — это дурь. Дело в том, что трансформаторное железо от партии к партии разное. И особенно зазор у всех ТС разный.
Вопрос. Как правильно подключить первичку ТВЗ?
Ответ. Бывает по разному. Если от Маяка берёшь и оставляешь первичку, потом вторичка, первичка, вторичка, первичка и т.д. то к аноду лампы подключают 1-й вывод от железа. Всё я сделал согласно Вашим рекомендациям. Получилась вот такая схема:
Обмотка 1-2 родная, сетевая на внутреннем каркасе который я вынул и ничего с ним не делал, перематывал только внешний каркас. 2-1-2-1-2-1 + обмотка для 8-ми омной акустики. Зазор в сердечнике — бумага 0,18 мм.
Вопрос. Почему подключать к аноду лампы нужно1-й вывод первички от железа?
Ответ. Почему способ её подключения влияет на АЧХ, вернее как включить её. То что влияет, видим на АЧХ и слышим ушами. Всё дело в межобмоточной ёмкости. Берём ТВЗ который намотали на железе от ТС Маяк. Идёт 1600 витков первички (сетевая обмотка бывшая) потом мотаем слой вторички, потом два слоя первички, потом слой вторички и т. д. Подключив вывод который находится в начале у железа к аноду лампы мы имеем малую ёмкость этого слоя первого относительно железа и корпуса соответственно. Ведь там каркас из толстого картона и первый слой удалён от сердечника на 1,5-2 мм. Поэтому анод лампы будет отдавать ВЧ в трансформатор выше по частоте без завала. А если подключим конец, верхний вывод. Там ёмкость межобмоточная большая, тем более много секций и будет завал на ВЧ. Этот трансформатор подойдёт и для 6П36С и для 6П45С. Так что у вас впереди ещё куча экспериментов. Удачи!
Здесь показан порядок намотки, рекомендации и разъяснено, почему так лучше, а так не надо делать. Не надо точно повторять. Но общее соблюдать надо! Если используете ТС для намотки ТВЗ то не сматывайте первичку. Тем более что нам нужна именно та заводская обмотка, что бы начало её подключить к анодам ламп, что б меньше влияла ёмкость с анода лампы на вторичку заземлённую. Чтобы у анода лампы располагалась чистая индуктивная нагрузка. Чтобы звук был прозрачным. Ещё лучше если первичка намотана внавал — тогда прозрачность звука ещё выше. Единственно если сами мотаете в навал и мотаете проводом БУ, смотанным с транса, то возможна вероятность межвиткового пробоя. Всегда завладев любым трансформатором, снимите его характеристики. Включив первичку в сеть и замерив вторичное напряжение, запишите на бумажку и приклейте на катушку. Сотни трансов у меня в гараже на стеллажах. И все в свободное время проверились и подписаны со схемой обмоток и напряжений. Теперь любой транс беру, разматываю обмотку и записываю количество витков. Нахожу сколько витков на вольт и вычисляю сколько витков во всех обмотках. Многие подходящие трансы проверяю намотав не разбирая 10-20 витков провода 0,2 мм. Замеряю напряжение милливольтметром и получаю данные всех обмоток. Сопротивления обмоток замеряю и вижу какая какой ток выдать может. Соображаю куда применить можно его не разбирая.
Вопрос. Как сделать дополнительные подстроечные отводы на вторичке?
Ответ. Уже неоднократно писалось, что отводы подстроечные делаются на дополнительной обмотке, которая намотана поверх остальных и подсоединяется последовательно вторичке.
Вопрос. Как правильно соединить обмотки ТВЗ?
Ответ показан на картинке.
Вопрос. Есть железо от Др-2ЛМ, как на нём намотать выходной трансформатор?
Ответ. На железе Др-2ЛМ, магнитопровод ПЛ 16х32 . Сматывать всё и мотать проводом 0,45 один слой, потом проводом 0,15 мм — 1000 витков. Затем опять 0,45 слой, опять 0,15 — 1000 витков, опять 0,45 слой и 500-700 витков 0,15. Зазор в железе — бумага из тетради. Обмотки проводом 0,15 соединяем последовательно а обмотки проводом 0,45 мм соединяем параллельно.
Вопрос. У меня нет железа, на котором собран выходной трансформатор по этой схеме, то я прошу вас помочь с пересчётом на другое. На данный момент у меня имеется трансформаторы такого типа.
Ответ. И приводит такое же железо 5-6 кв.см. сечением. Не имеет смысла погружаться в расчёты. Всё равно придёте к конечному результату количества витков как в ТВЗ приёмников, магнитофонов на этой лампе. Считать нужно, когда лампа применена эксклюзивная, не применяемая ни кем в выходном каскаде. А на 6П14П, 6П6С, 6П3С и т.д. давно рассчитали и мотают уже лет 60. Среднестатистический ТВЗ делаем. А так если точно хотите сделать трансформатор именно под ваш усилитель. Нужно сделать усилитель. Включить, прогреть. Выставить режим выходных ламп. Замерять внутреннее сопротивление этих ламп в этом режиме в этой схеме. От этого внутреннего сопротивления и пляшем. Находим оптимальную нагрузку лампы, и потом считаем К трансформации, падение на обмотке, индуктивность задаём, согласно заданным потерям на НЧ, вот тогда будет ТВЗ. Но зачем это нужно?
Вопрос. Собрался мотать ТВЗ для двухтакта на 6П14П. Железо Ш-образное. Сечение керна 2*3, как понимаю хватит мне за глаза. Первичка 2*1500вит., мотается в двух секциях. А вот как и сколько мотать вторичку? Никак не пойму.
Ответ. Сначала слой вторички проводом 0,55-0,6. Это около 50-60 витков. Затем секция первички 1500 витков. Затем снова секция первички 1500 витков Затем вторички опять 50-60 витков. Сверху еще витков 10-15 намотайте с отводами через 5 витков, для точного подбора нагрузки. Это все для 4 Ом.
Хотите берите данные любого ТВЗ Симфония и пр. двухтактов и мотайте по их данным. Только первой мотайте вторичку, потом первичку, опять первичку, снова вторичку и сверху небольшую вторичку с отводами через 5 вит. Для точного согласования с нагрузкой. Вопрос. Хочу намотать ТВЗ для двухтакта на 6П14П на сердечнике ОСМ1-0,25. Каркас со средней щёчкой. Как правильно намотать?
Ответ. На ОСМ-0.25 Можно со средней щёчкой. А можно, как во всех наших и импортных УНЧ, без средней щёчки. Прорезь в средней щёчке нужна что бы мотать вторичку на всю ширину в обеих секциях. Если без средней щёчки то мотаем первичку 700 витков провода 0,24-0,27, потом вторичку на ширину каркаса в один слой 65 витков. Потом первичку 600 витков, потом слой вторички 65витков, потом первичку 600 витков и опять вторичку 65 витков, и первичку 700 витков. Это на 4 Ом. ( 700 + 65 + 600 + 65 + 600 + 65 + 700 ) На 8 ом 95 витков мотайте вторичку.
Алекс. Я для двухтакта на каркасе со средней щёчкой, по объяснениям Юрия Васильевича, мотал так; сначала по всей ширине катушки мотаю 60 витков вторички, потом на левой половине 900 витков первички, потом переворачиваю катушку и мотаю на второй половинке 900 витков первички, снова переворачиваю катушку и мотаю 60 витков вторички по всей ширине катушки, потом на левой половинке 350 витков первички, переворачиваю катушку и мотаю на другой половинке 350 витков первички, снова переворачиваю катушку и мотаю 60 витков вторички по всей ширине и сверху 30+5+5+5 витков вторички.
Совет:- когда будете мотать первичку на одной половине каркаса, во избежании прогиба средней щёчки в противоположную сторону, в другую половину каркаса нужно вставить деревянныё кубики подходящего размера, которые будут ограничивать прогиб.
Вопрос. На работе часто в КИПе разбирают приборы. Так там в БП усилителя используется силовой трансформатор. Размеры: a=20mm, с=12mm, h=36mm, b=25mm, a/2=10mm. Первичка провод 0,2мм = 1500 витков. Возможно ли их использовать для изготовления ТВЗ? Хотя бы на замену ТВЗ1-9.
Ответ. На таком и мотаю хорошие выходники получаются. Я уже выкладывал фото.
Зазор 0.1-0.15 только внутри катушки. Собираем сердечник с одной стороны. Ставим на стол, готовим бумажки прямоугольные. Капаем клеем на плоскости внутри катушки. Кладём бумажки. Капаем на бумажки и на внешние торцы сердечника. Всовываем сверху подковы и сжимаем, ложим груз и оставляем сохнуть. Для двухтакта 1500 сетевая потом 60вит 0.56-0.58, потом 1500 и опять 60вит. Вторички паралелить, первички последовательно. Если мотаете себе транс выходной первый раз. Мотайте вторичку всегда меньше чем для 4-х Ом. Потом поверх последний слой 0,8мм проводом и отводы через каждые 5 витков. И получится у вас точное согласование подобрать под любую лампу.
Вопрос. Какой выходник вы применяете с 6Н13С?
Ответ. Выходник для 6Н13С универсальный у меня. Под однотакт и двухтакт. Намотан на ТС40 двух катушечном. 1000вит. 0,24 , 83вит 0.6 , 400вит 0,24 , 83вит 0,6 , 400вит 0,24 , 40вит 2Х0.6. Для однотакта на 6Н13С соединяем параллельно первички обеих катушек. И вторички параллельно 83 Х4 . и 40Х2 Х2. И 83 последовательно с 40вит. зазор 0,2мм в сердечнике. Для двухтакта без зазора. Первички последовательно, от средней точки вывод на плюс питания. 1800+1800вит 0,24. Вторички так же как и в однотакте. Можно ультралинейное включение в пентоде. Хорошо работает с 6П41С, 6П36С и даже с 6П45С.
На счёт 6П41С. Получается практически 2500вит и 62 -65 вит вторичка для 4-х ом как видите как ТВЗ1-9 получается под 6П41П коэффициент трансформации.
Вопрос. Как намотать на трансформаторах ТС-40-5 выходные для двухтакта на 6П3С?
Ответ. Смотайте все вторички, первички 412+330,5 ПЭЛ 0,29 намотанные внавал на каждой катушке оставьте. 742 витка у вас уже есть. Теперь мотаем слой от щёчки до щёчки проводом 0.6мм, расстояние 50мм значит 77-80вит войдёт. Потом 400вит 0.24 (два слоя.), потом слой вторички 0,6мм. Потом 400вит 0,24 (два слоя. И последней мотаем 38 вит двойным проводом 0,6мм. Получится хороший выходник. Под ультралинейное включение. 4-8 Ом нагрузку. К аноду подключать ту часть первички что намотана внавал первой от каркаса. Усилитель получится 20 — 30 000 Гц -2dB на краях АЧХ.
Вопрос. У меня есть по паре трансов ТС-40 и ТС-80. Хочу намотать на них ТВЗ для двухтакта. Как правильно стянуть или склеить половинки сердечника ТВЗ после перемотки, что бы между ними не оставалось технологического зазора?
Ответ. Для ТС технологический зазор недопустим, а вот для ТВЗ он не так важен. А для двухтакта, ТВЗ с технологическим зазором, имеет лучшие КНИ и ИМД. Зазор линеаризует магнитный поток. Проверено мною. Изготовлены одинаковые ТВЗ, торы, для двухтактов, но у одного сердечник намотан одной лентой, то есть без зазоров, а в другом намотан из кусков ленты (обрезков), появились зазоры. Так вот он имел немного меньшую индуктивность из за зазоров но в три раза меньше КНИ и ИМД, особенно в НЧ диапазоне
Вопрос. Для намотки ТВЗ имеются ТС-40 и ТС-80. У них разный вид стяжки сердечника — или стяжными болтами, или просто загнутыми скобками. Хочу намотать на них ТВЗ для двухтакта. Какой вид стяжки сердечника лучше?
Ответ. В ТВЗ можно использовать любой вид стяжки сердечника.
Вопрос. 6П43П или 6П18П или 6П15П. А под эти лампы какое соотношение витков должно было быть?
Ответ. Нужно начинать пользоватся справочником по радиолампам. Посмотрите все данные по 6П14П и найдите внутреннее сопротивление и анодную нагрузку в таблицах. Можете считать всё от лампы 6П14П. Вам нужно внутреннее сопротивление лампы (30 килоом у этой лампы) или анодная нагрузка (4 килоом у этой лампы). И ТВЗ для неё 2500 витков первичка и 50 витков вторичка под 4 Ом. И 72 витка под 8Ом. У вас например другая лампа. Находите в справочнике например 25 килоом внутреннее сопротивление, значит 3 килоом анодная нагрузка. 2500 мотаем первичку чтоб низа не упали, нельзя занижать витки первички (индуктивность), а вот вторичка уже 72 витка будет под 4 Ома. А если 6П15П возьмёте у неё внутреннее 100 килоом и вторичка под 4 Ома уже будет под 8 Ом нагрузку или даже 44 витка придётся всего мотать. Иначе не будет согласования, большие искаженияпопрут, перегружена будет 6П15П. Поэтому в триод когда переключаем лампу выходную, примерно вдвое ей нужна анодная нагрузка меньше и ТВЗ уже, например ТВЗ1-9, будет не под 4 Ом нагрузку, а под 8 Ом. Подключив 4 Ома мы получим рассогласование и большие искажения но не видя по прибору можно подумать — как заиграло, да ещё и ООС отключим и ещё больше искажения попёрли, куча гармоник с хвостом до 20-й и кажется как насыщенно звучит. Но только заиграет оркестр с множеством инструментов и каша пойдёт, маскировка слабых сигналов и если на хорошем УНЧ с малыми КНИ слышно на фоне громко играющего оркестра как ударник стукнул по треугольнику Дзинь, дзинь! То на этом с кашей ничего не услышите. Не будет там тихих инструментов, не будет чёткости картины.
Вопрос. Как вычислить количество витков первичек, вторичек и толщину провода как для однотакта так и для двухтакта? И как правильно мотать под двутакт?
Ответ. При подаче 220 вольт на первичку — на вторичке 4,5 — 5,5 вольт для 4 Ом, 7 — 8 вольт для 8 Ом, 11 — 12 вольт для 16 Ом и так далее. Какой бы усилитель не попадался мне на КТ88, КТ66, 6L6, 6V6, EL34, EL84, 6П3С и пр. Сразу первичку в розетку и меряю, записываю данные в свою тетрадь. Это все ТВЗ для пентодов и лучевых тетродов. Чем больше мощность усилителя, тем больше витков можно дать на вторичке. Балансируем между НЧ и ВЧ воспроизведением. Мотаем первичку однотакта 2200 — 2900 витков, для двухтакта 1200 -1800 витков одно плечо первички. Больше витков — низа лучше, падает прозрачность, меньше мотаем — ВЧ отлично но индуктивность обмотки падает, нужно большее сечение сердечника, иначе НЧ плохие. Вот и балансируем ища золотую середину. Намотав первичку определённое количество витков, через отношение первички к вторичке, описанное выше, вычисляем количество витков вторички. Провод всегда чем толще — тем лучше. Чтобы активное сопротивление было как можно меньше. Но всё в меру, иначе в окно не влезет. Практически 0,15-0,18 мм — до 50 мА — это 6П14П; 6П6С; 6П3С. Провод 0,24-0,28 мм — 80-120 мА — это 6П41С; 6П45С; 6П36С. Пример: — Допустим мы собираемся намотать ТВЗ, первичка которого будет иметь 2800 витков. Вопрос — сколько витков должна иметь вторичка этого трансформатора, чтобы он подошел к нашим лампам? Для 4 Ом — 2800 / 220 = 12,7. 12,7*4,5 = 57,2 (витков) , 12,7*5,5 = 70 (витков) Для 4ом вторичка должна иметь 55 витков и дополнительную подгоночную обмотку в 15-20 витков с отводами через каждые 5 витков, чтобы с запасом перекрыла цифру 70 витков. Для 8 Ом — 2800 / 220 = 12,7. 12,7*7 = 89 (витков), 12,7 * 8 = 102 (витка). Для 8 Ом вторичка должна иметь 87 витков и дополнительную обмотку в 15-20 витков с отводами через каждые 5 витков, что бы с запасом перекрыла цифру 102 витка.
Вопрос. У начинающих радиолюбителей – ламповиков часто возникают вопросы о правильности расчетов выходных трансформаторов. Расчет по разным методикам (разных авторов) приводит к значительному разбросу параметров выходного транса. Разница в коэффициенте трансформации и количестве витков бывает в 2 и более раз. И это заводит в тупик…
Ответ. По выходным трансформаторам для пентодных усилителей. Моё дело подсказать, а ваше взять и использовать эту подсказку, или не использовать. Можно до опупения считать по одной или другой методике свой ТВЗ, намотать его и второй намотать на таком же железе 1400+1400 витков первичка, проводом 0,18 для 6П14П,6П6С под ток 40-45мА или 0,24-0,28 под ток 55-90 мА. И вторичку 3 секции, как я вам советовал, 4,5-5,5 вольт под 4 Ом, 7-7,5 вольт для 8 Ом и 11-13 вольт для 16 Ом. (Большее значение для большего сечения железа и больший ток лампы). Включите ТВЗ и разницы не услышите и по параметрам всё будет одинаково. Потому что нет единой методики расчётов ТВЗ. Уж слишком много переменных и неизвестных величин существует в трансформаторном железе. Поэтому никогда расчитанный трансформатор не будет иметь оптимальную конструкцию. Не заморачивайтесь этим. Просто берите и мотайте не опускаясь ниже 1200+1200 витков по первичке (при большом сечении сердечника и не поднимайтесь выше 1500+1500 витков для малых сечений сердечника. Для однотакта соответственно 2400-3000 витков.
Примечание: Учитывая непрерывный прогресс в электронике следует сделать несколько добавлений к тексту статьи, очень существенных в отношении создания выходного трансформатора лампового усилителя. Дело в том, что хотя схемотехника ламповых усилителей сравнительно однообразна, в начале 21 века эту схемотехнику систематизировал голландец ВанДерВин. Согласно его соображениям есть некоторая совокупность отличительных особенностей для нескольких характерных скелетов схем. Именно эти особенности позволяют выделить наиболее эффективные схемы и скорректировать направление конструирования и изготовления выходных трансформаторов. Для его авторской терминологии эти наименования схем звучат как супер-триод и супер-пентод. Собственно особенно нового в этом не много, но вот совокупность трансформаторных обратных связей, заставляет задуматься над дополнительными обмотками трансформатора. На симметричном выходном трансформаторе непременно должны быть дополнительные обмотки для сеточных и катодных обратных связей. Любопытно, что именно этому условию в значительной мере удовлетворяют многие серийные трансформаторы ТАН, которые удобно применить в качестве выходных трансформаторов лампового УМЗЧ достаточно высокого уровня.
Проектируем выходной трансформатор для лампового усилителя.
Каждый радиолюбитель, пожелавший собрать ламповый усилитель, сталкивается с вопросом, а какой же ТВЗ ему применить для своей конструкции?
Как рассчитать, как намотать или заказать трансформатор по расчётным данным?
Ведь в интернете он наверняка вычитал, что ТВЗ – это чуть ли не самый главный элемент всего устройства. И от его качества и параметров зависит в целом качество звука всего усилителя.
Так какие же параметры важнее всего в выходном трансформаторе? Как их рассчитать?
Этому и будет посвящена данная статья.
В ней нет ничего нового. Все данные для расчётов взяты из учебников 50 х годов прошлого столетия. А я лишь постараюсь «простым , доступным языком», изложить их здесь с учётом того, что современные носители звука используют полный звуковой диапазон от 20 Гц до 20 кГц, а наш усилитель и ТВЗ в том числе должен с запасом как вниз, так и вверх перекрывать этот диапазон.
Итак, Его величество – выходной трансформатор.
Какие же параметры выходного трансформатора главней всего?
Да практически все. Это:
— Активные сопротивления первичной и вторичной обмоток r1 и r2,
— полное сопротивление анодной нагрузки, т.е. нагрузка, на которую будет нагружена лампа во время работы с вашим ТВЗ и подключенной к нему акустикой.
— а — коэффициент «альфа», отношение Ra/ Ri, сопротивления нагрузки к внутреннему сопротивлению лампы в рабочей точке.
— L — индуктивность первичной обмотки,
— Ls — индуктивность рассеяния,
— n — коэффициент трансформации
— Rвых – выходное сопротивление усилителя, определяется внутренним сопротивлением выбранной лампы и параметрами выходного трансформатора.
— Кд – коэффициент демпфирования. Отношение Rн / R вых. Сопротивления нагрузки (динамика) к выходному сопротивлению усилителя.Чем он больше, тем лучше, и при определённых значениях и более, ваш усилитель будет одинаково хорошо звучать с любой по сложности импеданса акустикой.
Итак, для примера я выбираю лампу 300В одного из производителей. Её предельно допустимые электрические параметры следующие:
Ua = 450 вольт,
Ia = 100 ma.
На её ВАХах с помощью программы «TubeCurve» строю нагрузочную линию (обозначена красным).
Согласно своим желаниям. Определяю режим работы лампы.
Ua = 400,53 V,
Ia = 91,78 ma,
Ug1 = – 80 V
Pa = 36,76 watt,
Ra = 5,99 kOm,
Ri = 0,67 kOm,
Pout = 6,304 watt,
КНИ = 2,586%.
Не превышает предельно допустимых.
Это можно проделать и вручную, распечатав ВАХи принтером на листе бумаги.
Определяем коэффициент «Альфа» = а – коэффициент нагрузки.
а = Ra / Ri = 5,99 kOm / 0,67 = 8,94
Многие могут возразить: Ведь коэффициент «Альфа» выбирается 3 – 5 Ri.
Отвечу: альфа = 3 — не "хайэнд", альфа = 5-7 — неплохо, альфа = 9-10 — для особых гурманов.
Не причисляю себя к особым гурманам, поэтому выбрал режим неплохой, но очень близкий к последним.
Если вы заметили, я ещё данным режимом потерял немного выходной мощности.
Лампа 300В обычно без труда выдаёт 8 ватт при анодной нагрузке 2,5 – 3 кОм.
Хочу заверить, что потеря мощности ввиду увеличения анодной нагрузки, практически не заметна по слуховым ощущениям. Да и на 6 ватт мне вряд ли когда доведётся эту лампу слушать.
Далее: определяем коэффициент трансформации .
Сопротивление моей нагрузки (динамика) Rn = R2 = 8 Ом.
Отсюда n = √ 8 / 5990 = 0,0365, или Ктр = 27,36.
Расчёт целесообразней всего начинать от КПД – коэффициента полезного действия.
Многие именитые могут заявить: «Да плевать нам на этот КПД, подумаешь, потеряем немного выходной мощности, мы в "хайэнде" за мощностью не гоняемся!»
При этом забывают, что КПД зависит напрямую от активных сопротивлений r1 и r2, это во-первых, а во-вторых — от этих же сопротивлений зависит R вых оконечного каскада усилителя.
Чему же равен КПД? (η)
Вычисляем: КПД = 27,36 * 27,36 * 8 Om / 5990 Om =0,99.
Пусть вас не пугает эта цифра. Она говорит только о том, что мы на правильном пути.
Пугать должна цифра 0,85 или даже 0,8. А мы, от идеального трансформатора перейдём к более реальному и зададимся КПД = 0,95. Можно взять и больше, но габариты такого трансформаторы будут неимоверно увеличиваться в размерах. О чём каждый может потом посчитать.
Леонид Пермяк с «Хаенд – борды» составил и любезно предложил график определения R вых. % выходного сопротивления усилителя от КПД трансформатора и выбранного коэффициента «Альфа».
Тогда, при КПД = 0,95 и «Альфа» = 0,89 R вых = 17% от нагрузки 8 Ом.
R вых = 1,36 Ом. И это очень хорошее значение для нагрузки 8 Ом.
Хочу отметить, что этот результат не точный. Он прикидочный, чего нам ожидать.
После вычисления активных сопротивлений первичной и вторичной обмоток, получим более точный результат выходного сопротивления.
Кд (коэффициент демпфирования) при этом будет = 8 / 1,36 = 5,88.
Для нагрузки 4 Ом, R вых. Должно быть меньше 1 ома.
А как же нам получить эти 1, 36 Ом . Для этого вычислим максимально допустимое сопротивлений первичной r1 и вторичной r2 обмоток.
r1 = 0,5 * 5990 * (1 – 0,95) = 149, 75 Ом. Вполне выполнимая задача. И она благодаря высокому выбранному Ra — сопротивлению анодной нагрузки.
r2 = 0,5 * 8 * (1 – 0,95) / 0,95 = 0,21 Ом.
Итак, максимально допустимые активные сопротивления первичной и вторичной обмоток равны 149,75 Ом и 0,21 Ом соответственно. Меньше эти значения могут быть. Это приведёт к улучшению параметров всего ТВЗ. А увеличение этих значений – к ухудшению.
Теперь можно вычислить, какое будет R вых. усилителя.
R вых. = 0,21 + (670 Ом + 149,75 Ом)/ 27,36 ² = 1,17 Ом. Замечательный результат.
Выходное сопротивление уменьшилось, значит увеличится коэффициент демпфирования.
Далее вычисляем минимально необходимую индуктивность первичной обмотки L1 для нижней частоты. Для этого воспользуемся формулой сопротивления эквивалентного генератора для нижней частоты.
r1 – активное сопротивление первичной обмотки;
r2 — активное сопротивление вторичной обмотки;
r’2 = r2 * Ктр² — активное сопротивление вторичной обмотки, приведённое к первичной цепи;
R’2 = R2 * Ктр² – сопротивление нагрузки, приведённое к первичной цепи.
R2 – сопротивление нагрузки (динамика). Вычисляем Rэн.
(Ri + r1) = 670 + 149,75 = 819,75
r'2 = 0,2 * 27,36 2 = 149,71
R'2 = 8 * 27,36 2 = 5988,56
(r'2 + R'2) = 6138,27
тогда,
Rэн = 819,75 * 6138,27 / 819,75 + 6138,27 = 723,17 Ом.
Вычисляем минимально необходимую индуктивность первичной обмотки L1.
Приняв Fн=10Гц и спад на этой частоте -3 дБ (выражение под квадратным корнем при спаде – 3 дБ = 1, Мн – коэффициент частотных искажений ), вычисляем минимально допустимую индуктивность первички:
L1 = 723,17 / 6,28 * 10 = 11,52 Гн. Округлю до 12 Гн.
Кто-то может возразить, что уж больно мала получилась индуктивность первичной обмотки. Она должна быть как минимум раза в 3 больше. Но, параллельно первичке (и приведённой к ней нагрузке) у нас прежде всего подключено Ri лампы, равное в данном случае 670 Ом. И оно хорошо демпфирует первичку, от которой теперь уже не требуется большой L1.
Потому-то я и старался применить лампу с маленьким Ri — чтобы не потребовалось большой индуктивности и многих витков первички.
Применённая мной формула Rэн есть выражение для двух параллельно соединённых сопротивлений — Ri и Ra c учётом паразитных активных сопротивлений.
Однако, в этой бочке мёда есть и ложка дёгтя. И выражается она в том, что норма на спад величиной -3 дБ слишком слабая. Дело в том, что если на какой-то НЧ-частоте такой спад, то ощутимый спад начинается где-то на декаду выше этой частоты, т.е., если такая норма заложена на частоте 10 Гц, то начало спада — где-то на 100 Гц.
Вот картинка, только из очень древней книги:
Именно поэтому, для того, что бы получить «полноценную» частоту 40 Гц, многие ГУРУ, рассчитывают ТВЗ для нижней частоты Fн = 5 – 6 Гц.
Не буду пересчитывать на Fн = 5 Гц и продолжу расчёт как задумал. А каждый желающий может это проделать самостоятельно, и посмотреть что из этого вышло.