Введение
Источник питания усилителя, которому в многочисленных публикациях, описывающих конструкции ламповых усилителей, часто посвящается три слова “особенностей не имеет”, может оказывать существенное влияние на качество звука. Можно выделить четыре основных фактора, объясняющих это влияние при неудачной конструкции источника:
- Источник питания может способствовать проникновению в питаемое устройство помех из сети и возникновению сетевой мультипликативной помехи.
- Элементы источника питания сами могут генерировать помехи в очень широком диапазоне частот (от звукового диапазона до радио частот).
- Через нелинейные элементы источника питания протекают сигнальные токи.
- В нестабилизированных источниках изменение нагрузки может приводить к значительным колебаниям выходного напряжения, приводящих к нарушению работы усилительных каскадов.
Перечисленные выше причины не являются новостью и давно известны (как и методы их устранения) проектировщикам высокочувствительной и измерительной аппаратуры, но часто не учитываются при проектировании источников питания для аудио аппаратуры.
В High-End аудио технике мелочей не бывает. Поэтому в данной статье я хочу напомнить вам об этой проблеме и попытаюсь показать механизм возникновения искажений и помех, обусловленных источником питания, и методы их уменьшения.
Некоторые рекомендации, приведенные ниже, целиком справедливы и для транзисторных устройств, хотя основное внимание будет уделено ламповым схемам. Рассматривать источник питания мы будем по направлению распространения мощности – начнем силовым трансформатором и закончим выходным фильтром
Изготовление тороидального трансформатора своими руками
Тороидальный трансформатор является лучшим вариантом для усилителя благодаря сильному выходному сигналу, небольшим габаритам, невысокого сопротивления и высокого КПД.
Выбор материала сердечника
Тор обязательно должен быть изготовлен из специальной стали, если усилитель подключается к бытовой электросети. При питании от постоянного тока 12 В сердечник может быть ферритовый.
Как рассчитать
Для расчета мощности используется формула:
P=U*I*cosf/n, где:
U – напряжение холостого хода
I – ток
cos f = 0,8 (коэффициент мощности)
n =0,7 (коэффициент КПД)
Для определения площади сечения сердечника, соответствующего рассчитанной мощности, используется специальная таблица. Далее нужно найти другую таблицу, по которой определяется количество витков в зависимости от площади сечения тора.
Как изготовить: пошаговая инструкция
Каркас нужно сделать из прочного диэлектрика. Провода лучше всего выбрать медные в эмалевой изоляции с сечением 1-2 мм (для первичной обмотки) и 5-7 мм (для вторичной) при токе 25 А на первичной и 150-200 А на вторичной обмотке. Обе обмотки распределяются по всему тору.
Особое внимание уделяется первичной обмотке. Каждый слой необходимо заизолировать строительным скотчем или лакотканью, нарезанной полосками с шириной 1,2 см
Проверка
Первая проверка (измерение тока холостого хода) проводится после того, как закончена намотка первички. Тестер в режиме амперметра подключается последовательно вместе с лампочкой накаливания на 40 Вт. Источник света горит, если витков недостаточно, если все в порядке, нить накала розовая. Чем меньше ампер показывает прибор, тем лучше (оптимально ниже 10 мА).
После намотки второй обмотки необходимо проверить трансформатор на обрывы и замыкание между обмотками и на корпус. О разрыве свидетельствует единица на экране тестера при измерении сопротивления обмотки. При замыкании между витками первой обмотки слышится треск и появляется дым. Вторичная обмотка неисправна, если результат на экране на 20 или более процентов ниже контрольного.
Ламповые усилители: теоретические основы
Ламповые усилители представляют собой устройства, предназначенные для усиления звукового сигнала. Делается это за счет компонента — специальных ламп. При этом лампы могут быть радио или электровакуумные — от этого зависят технические особенности устройства. Своеобразный генератор может функционировать на трех типах каскадов:
- предупредительный;
- драйверный;
- выходной.
Предупредительный и драйверный часто совмещаются между собой, тем самым увеличивая сферу применения устройства и улучшая его эффективность. Основное преимущество ламповых усилителей в том, что они очень простые по своим конструктивным особенностям. Собрать их даже новичку, который имеет приблизительные знания в области радиоэлектроники, не составит труда.
Если говорить о теоретических основах, то обязательно нужно определиться, какой из видов усилителя нужен для той или иной ситуации. Представлены однотактные и двухтактные модели (каждый из них можно сделать самостоятельно).
Однотактный подразумевает, что используется только единичный канал усиления звука. Однотактные отличаются поставкой более чистого и простого звучания, если появляется вторая гармоника, то звук получается более мягкий. Именно от того, что в результате вмешательства второй гармоники звук получается тянувшим, нежным и мягким и появилось известное в музыкальных компаниях выражение лампового звука
Двухтактный усилитель функционирует на классах усиления А1, А2, АВ1, АВ2, В1, В2. Для большинства случаев подойдут вариации А1 и АВ1. Такие модели новичкам собрать не под силу, поэтому для их покупки обращаются в магазины.
Виды
Трансформатор звукового типа работает от сопротивления источника на сопротивление нагрузки. Это неоспоримая аксиома, вне зависимости от того, в какому типу относится тс — меж каскадному или выходному.
Устройство передачи звука подключается к первичной обмотке оборудования. У него есть сопротивление, вторичка подключена к нему. Принцип работы далее определяется типом трансформатора.
Межкаскадные
Эти устройства практически не выпускаются современными производителями. Дело в том, что принцип их работы основывается на передаче импульса между двумя сопротивлениями или импедансами. Это не удобно и приводит к потере коэффициента полезного действия.
Выходные
Выходного типа тс функционируют не от импедансов обоих, а от конкретного сопротивления источника. В зависимости от вариации оборудования это может быть тетрод или пентод, которые подключены к активному сопротивлению.
Входные трансформаторы
Они, в основном, предназначены для согласования низкого выходного сопротивления ряда источников сигнала (микрофон, звукосниматель с подвижной катушкой и т. п.) с высоким входным сопротивлением усилительного устройства. Кроме того, применение входного трансформатора позволяет существенно улучшить шумовые характеристики устройства. Для каждого усилительного каскада или усилителя в целом наилучший уровень шума достигается в том случае, когда эквивалентное шумовое сопротивление входной цепи усилителя равно внутреннему сопротивлению источника сигнала .
Для конкретного типа усилителя этот параметр можно вычислить по формуле:
где Eш — средняя спектральная плотность
входного шумового напряжения усилителя,
B/√Гц, Iш — средняя спектральная плотность входного шумового тока усилителя, А/√Гц.
Обычно эквивалентное шумовое сопротивление большинства операционных усилителей (и их дискретных аналогов) лежит в пределах от единиц до десятков килоом. Учитывая то, что внутреннее сопротивление низковольтных источников сигнала, в частности, динамических микрофонов, обычно составляет десятки или сотни ом, можно сделать вывод, что при работе с подобными источниками сигнала шумовые свойства большинства усилительных схем, в особенности выполненных на ОУ, даже малошумящих типов, будут далеки от оптимальных. Решить проблему согласования сопротивлений позволяет применение входного трансформатора, коэффициент трансформации которого можно определить по формуле:
где Rш — эквивалентное шумовое сопротивление входной цепи усилителя, Ом, Rи — внутреннее сопротивление источника сигнала, Ом.
Для типового сопротивления динамического микрофона 150 Ом и шумового сопротивления ОУ 5 кОм (например, OP27, OP37) оптимальный коэффициент трансформации будет порядка 5–7. Примером такого трансформатора может служить прибор типа LL1636 производства Lundahl. Этот трансформатор имеет 4 первичные и две вторичные обмотки, расположенные на двух катушках П-образного магнитопровода, изготовленного из аморфного металлического материала, который обладает высокой магнитной проницаемостью и малыми потерями. Коммутируя обмотки соответствующим образом, можно получать коэффициенты трансформации от 5 до 20. Схема возможного варианта микрофонного усилителя, представляющего вариант устройства, описанного в , с применением трансформатора LL1636, приведена на рис. 2.
Рис. 2. Микрофонный усилитель с трансформаторным входом
Наличие гальванической развязки между первичной и вторичной обмотками трансформатора позволяет использовать различные типы микрофонов, в том числе требующие высокого фантомного питания, без опасений за работоспособность усилительного каскада.
Еще одно преимущество трансформаторного входа микрофонного усилителя заключается в практически полной нечувствительности к синфазным помехам на входе, особенно при использовании специальных симметричных трансформаторов. Подавление синфазной помехи в усилителе с симметричным трансформаторным входом может достигать 100 дБ в диапазоне звуковых частот, что означает возможность передачи малых сигналов на относительно большие расстояния практически без увеличения уровня помех в выходном сигнале. Это свойство широко используется в концертной и студийной технике звукозаписи и звукоусиления при работе в условиях высокого уровня помех от питающей сети, светового и усилительного оборудования, компьютеров и т. п.
Особенности конструкции
Передача энергии между обмотками в трансформаторах осуществляется за счет воздействия создаваемого магнитного поля. В зависимости от типа согласующего устройства оно может иметь разную конструкцию:
- Устройства для работы с низкочастотным электрическим сигналом обычно наматывают на броневых или стержневых сердечниках из электротехнической стали. Именно такие устройства применяются в усилителях и звуковоспроизводящей аппаратуре. Габаритные размеры зависят от передаваемой мощности, но обычно они не отличаются большими значениями.
- Для высокочастотных согласующих трансформаторов чаще всего применяют тороидальные сердечники из ферромагнитных веществ. Они имеют форму кольца с прямоугольным сечением.
- Отдельные виды ВЧ согласующих устройств могут быть выполнены по принципу воздушных трансформаторов. Простейший пример — петля из коаксиального кабеля, которая устанавливалась при подключении антенны к основному проводу. Существует вариант и распечатанных непосредственно на плате маломощных трансформаторов согласующего типа.
Для обмоток применяют изолированный медный провод круглого сечения, диаметр которого подбирается на основании расчета. Допускается и намотка проводниками прямоугольной формы, но только при сечении более 5 мм2. В качестве дополнительной изоляции применяется нанесение 2 слоев специального лака.
Транзисторный усилитель с питанием от одной батареи
Чтобы такой же усилитель работал от одной батареи, его можно собрать по схеме, показанной на рис. 69. По постоянному току транзисторы включены последовательно, образуя как бы делитель напряжения питающей их батареи GB1.
При этом на коллекторе транзистора VI относительно его эмиттера, то есть средней точки между транзисторами (точка б), создается отрицательное напряжение, равное половине напряжения батареи, а на коллекторе транзистора V2 — положительное напряжение, также равное половине напряжения батареи.
Динамическая головка В по переменному току включена в эмиттерные цепи транзисторов: для транзистора VI — через конденсатор СЗ, для транзистора V2 — через конденсатор С2. Таким образом, к в этом случае транзисторы включены по схеме с общим коллектором и работают на одну общую нагрузку — динамическую головку.
Схема другого варианта усилителя с одной батареей в цепи питания и одним конденсатором в цепи динамической головки изображена на рис. 70. И в этом случае транзисторы включены по схеме с общим коллектором, а головка является их общей нагрузкой по переменному току. Проверь оба эти усилителя в действии, подавая на их входы таком же сигнал, как во время опытов с его первым вариантом. Эффект должен быть тот же.
Испытывая усилитель, собранным по схеме на рис. 70, переключи верхний вывод динамической головки на положительным проводник батареи питания, поменяв при этом и полярность включения электролитического конденсатора С2. Усилитель будет работать так же, так как ив этом случае головка по переменному току останется включенной в общую цепь эмиттеров обоих транзисторов.
А если емкость этого конденсатора будет сравнительно небольшой, например 10 мкФ? Такой конденсатор станет оказывать значительное сопротивление колебаниям наиболее низких частот звукового диапазона, в результате они будут сильно ослаблены. С увеличением емкости конденсатора полоса низкочастотных колебаний, воспроизводимая голов кой, расширится. Проверь это опытом.
Совершенный трансформатор
Теперь наступает первый сложный момент. Потому что теоретически в совершенном
трансформаторе именно это «отсутствие» намагничивания производит требуемое число вольт на виток
(или витков на вольт), так что присутствие тока в двух обмотках должно быть совершенно сбалансировано.
Если в одной обмотке нет тока, то его нет и в другой. Мы имеем только напряжения, но не ток.
Предположим, коэффициент трансформации равен 20:1. Итак, если на одной обмотке 20 V, то на другой
— 1 V. Теперь предположим, что вторичная (1 V) обмотка подключена к схеме, которая потребляет 50 mA.
Это должно быть сбалансировано первичным током в 20 раз меньшим (по количеству витков), так что
первичная должна потребить ток в 1/20 от 50 mA, что составляет 2,5 mA. Давайте интерпретировать
это в терминах импеданса.
Сопротивление нагрузки, потребляющей 50 mA при 1 V, должно быть 20 Ом. Чтобы сбалансировать это,
первичная потребляет 2,5 mA при 20 V (рис. 4). Таким образом в первичной это выглядит как 8 кОм**,
что в 400 раз больше 20 Ом вторичной нагрузки, вызывающей это.
Итак, совершенный трансформатор умножает сопротивление на квадрат отношения витков. Напряжение
умножено на отношение витков, а ток делится на отношение витков. В действительности он скорее
трансформирует сопротивление, чем напряжение или ток. Измените вторичную нагрузку на 40 Ом, и
первичная будет выглядеть как 16 кОм вместо 8.
Ключевые отличия от силового
Трансформатор звуковой частоты отличается от привычного силового в первую очередь тем, что в нем присутствует устройство для пропуска диапазона звуковых частот. Широкополосные довольно трудны в просчетах, особенно если речь идет о полных сопротивлениях и при работе на большой мощности. Всегда присутствует постоянной ток на одной из обмоток. Проблемы со схематической частью вызваны трудностями в расчете из-за числа октав, с которыми работает устройство, а не диапазона.
Импульсный трансформатор для питания усилителя звуковых частот занимает меньше места, если сравнивать его с аналогом силовым с идентичными техническими показателями. К усилителю обязательно идет генератор, а к силовому трансформатору — только первичная обмотка к электрической сети, вторичная обмотка к диодам и различные конденсаторы.
Конструкция
Первый двухполярный трансформатор был изготовлен еще Фарадеем, и согласно данным, это было именно тороидальное устройство. Тороидальный автотрансформатор (марка Штиль, ТМ2, ТТС4)– это прибор, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в другое. Они используется в различных линейных установках. Этот электромагнитный прибор может быть однофазным и трехфазным. Конструктивно состоит из:
Фото – принцип работы трансформатора
Устройство этого типа используется в различных аудио- и видеоустановках, стабилизаторах, системах освещения. Главным отличием этой конструкции от других устройств является количество обмоток и форма сердечника. Физиками считается, что кольцевая форма – это идеальное исполнения якоря. В таком случае, намотка тороидального преобразователя выполняется равномерно, как и распределение тепла. Благодаря такому расположению катушек, преобразователь быстро охлаждается и даже при интенсивной работе не нуждается в использовании кулеров.
Фото – готовый ТПН25
Видео: назначение тороидальных трансформаторов
Немного теории
Самый простой трансформатор — это сердечник (магнитопровод) и две обмотки медной проволоки на нём. Если разделить число витков в первой обмотке на число витков во второй, то получится значение коэффициента трансформации К
Конструкция трансформатораПримечание.Обмотка, к которой подсоединяется источник напряжения (входная), называется первичной, другая обмотка (выходная) — вторичной. Для примера, в адаптерах питания, понижающих напряжение с 220 В до 12 В, встраивают трансформаторы с коэффициентом трансформации K
около 18.
Вычислить K
можно и другим способом, поделив номинальное входное напряжение на номинальное выходное: 220/12=18,3(3).
K ≈ N1 / N2 ≈ U1 / U2,
где
N1, N2 — число витков в обмотках, U1, U2 — напряжение на обмотках.
Схема однофазного трансформатора
Примечание.ГОСТ 16110-82 определяет, что большее число всегда делится на меньшее, то есть коэффициент трансформации не должен быть меньше 1. Однако, иногда делят меньшее число на большее и результат указывают какK. Может быть указан неK, а отношение числа витков (например, 2600:90)
Важно понимать, что трансформатор способен преобразовать только переменное (или импульсное) напряжение. С постоянным напряжением он не работает
Примечание.Приведенная выше формула расчетаK приближенная, коэффициент трансформации реального трансформатора будет отличаться. ТакжеK одного и того же трансформатора будет различным для разных частот. Трансформатор — штука обратимая. Если взять понижающий сетевой трансформатор 220/12 и к его вторичной обмотке (теперь её можно считать первичной) подвести переменное напряжение 12 вольт, то на другой обмотке возникнет напряжение около 220 вольт.
Трансформатор в адаптере питания на 12 вольт
Так понижающий трансформатор станет повышающим. То есть «понижающий» или «повышающий» — это функция фактического использования, а не назначение определённое конструкцией.
Примечание.Трансформатор не увеличивает мощность. Повышая напряжение вK раз, сила тока падает тоже вK раз.
Некоторые приемы намотки трансформаторов для аудио
Предыдущей статье я рассказал о изготовлениии простого намоточного станочка. Пришло время показать изготовленные трансформаторы для ламповой техники. Первым был выходной трансформатор для гитарного комбоусилителя JCM800. Попалось хорошее железо 0,35 мм на развале. Хорошее сечение 12,5 см.кв. Мотать стал на своём станке. Особо не спешил, за 2-3 часа одна обмотка в день. Каждый слой при помощи строительного фена и свечи пропитывал воском, чтобы потом не варить в парафине весь трансформатор.
Получилась вот такая катушка, схема намотки: 1/4 — I, II — с отводами на 4, 8, 16 Ом, 1/2 — I с выводом от середины обмотки, II — с отводами на 4, 8, 16 Ом, 1/4 — I.
Симметричность плеч первичной обмотки по сопротивлению получилась хорошая.
И вот он первенец установлен на шасси. Получился отличный трансформатор, дает хороший плотный бас и хорошую резкость на высоких тонах.
Процесс намотки еще двух трансформаторов для fender 5E3, к сожалению, не заснял, но полуфабрикаты уже намотанных на фото. Уже намотанный силовой и выходной трансформаторы.
Здесь я решил пойти дальше в плане эстетики. Видел, что на всех фирменных усилителях обмотки закрыты металлическими крышками. Если брать «наши» трансы в перемотку, то там не только крышек нет, но и железо не всегда без коррозии. Это обстоятельство, конечно, не очень мешает, а дает дополнительную изоляцию пластин. Так вот крышки я стал делать самостоятельно из оцинкованной жести с полиэстровым покрытием. Из этой жести гнут отливы на окна. Она бывает с одной стороны белой или коричневой, а с другой стороны серой. Рисуем на отрезке жести выкройку.
Процесс изготовления и очередность реза расписаны на картинке. Заштрихованные части, обозначенные цифрой 3 при сгибе, заправляются под часть 4. После того как крышка будет согнута по всем линиям, одеваем на трансформатор, отмечаем что нужно отрезать и отрезаем. Придаем с помощью струбцин нужную форму и сверлим отверстия для стягивающих болтов. Если есть длинное сверло, сверлим прямо по месту через отверстия в железе собранного трансформатора. Края крышки, которые размечали по ширине железа можно отмерить на 2-3 мм больше, чтобы после стяжки трансформатора эти края с помощью киянки загнуть по периметру. Так будет эстетичнее. Следующая стадия — покраска крышки и железа с торцов. Получаем примерно такой вид.
Следующие два трансформатора выходной и силовой опять же для другого JMC800 я мотал уже на моей трансомоталке.
Выходной пропитывал парафином, описанным выше способом. Силовой этой процедуре подвергать не обязательно. В результате получились такие вот братья.
Средний дроссель не в счет. Отличный дроссель из светильников дневного света, не требующий доработки.
На новой трансомоталке процесс намотки стал гораздо веселее. В общем, для меня миф об ужасах намотки трансформаторов развеян.
:hi:
Владимир (mrduk)
Москва
Список всех статей
Профиль mrduk
В школе активно паял, делал ламповики, но в самостоятельгой жизни стало нехватать времени. В настоящее время достижений нет. Искал схемы усилителей и попал на Ваш сайт, очень захватило и решил возобновить давние пристрастия к конструированию.
Обмотки трансформатора
Трансформаторы могут содержать не только две обмотки, но и больше. Получается, как бы несколько трансформаторов в одном с разными коэффициентами трансформации. В схеме могут быть задействованы все обмотки или только некоторые.
Чаше всего аудио трансформаторы содержат только две обмотки, но обмотки могут иметь ответвления (отводы). Подключаясь к тому или иному отводу можно выбирать K
Обмотки трансформаторов Трансформатор может иметь отвод от средней точки вторичной обмотки. Если средняя точка заземлена, то выходные напряжения, снимаемые с двух половин вторичной обмотки, находятся в противофазе.
Вариант подключения трансформатора
Отличить первичную обмотку от вторичной, попавшего в руки трансформатора, можно при помощи тестера. Обмотка, содержащая меньшее число витков, будет иметь меньшее сопротивление (обычно), чем обмотка с большим числом витков.
Кстати говоря, сопротивление обмоток трансформатора постоянному и переменному току будет различным. Например, сопротивление постоянному току может быть всего 0.5 Ом, а на рабочей частоте переменного тока уже 3.2 Ом.
Коэффициент трансформации
Есть два типа аудиотрансформаторов: повышающий (понижающий) и разделительный. Обе обмотки разделительного трансформатор имеют одинаковое количество витков. Коэффициент трансформации разделительного трансформатора равен 1
, поэтому разделительный трансформатор для схем электростимуляции не подойдёт.
Малогабаритные аудио трансформаторы При определении желаемого коэффициента трансформации, следует ориентироваться на максимальное напряжение стимуляции, которое теоретически хотим достигнуть.
Положим, что устройство будет питаться от батареи 9 В, если применить трансформатор с коэффициентом 18, то максимальное напряжение стимуляции не превысит 162 В (9 * 18 = 162). Для достижения 300 В, коэффициент трансформации K
должен быть порядка 33 (9 * 33 ≈ 300).
Для электростимулятора подойдет трансформатор с K
равным 10…30.
Рабочая частота трансформатора
Прежде всего, трансформатор электростимулятора должен хорошо пропускать сигналы в диапазоне от 20 Гц до 400 кГц (условно). Не лучшим решением будет использование сетевого трансформатора 220/12 в качестве повышающего. Несмотря на то, что сетевые трансформаторы со стальным сердечником самые доступные, они практически не передают частоты выше 50 Гц.
Самым подходящим вариантом будет трансформатор для систем звукового усиления. Такие трансформаторы называют: «аудио трансформаторами», «сигнальными трансформаторами», «трансформаторами звуковой частоты», «звуковыми трансформаторами».
Сердечники в хороших трансформаторах делают из пермаллоя.
Классификация по видам
Силовые
Силовой трансформатор переменного электротока — это прибор, использующийся в целях трансформирования электроэнергии в подводящих сетях и электроустановках значительной мощности.
Необходимость в силовых установках объясняется серьезным различием рабочих напряжений магистральных линий электропередач и городских сетей, приходящих к конечным потребителям, требующимся для функционирования работающих от электроэнергии машин и механизмов.
Автотрансформаторы
Устройство и принцип работы трансформатора в таком исполнении подразумевает прямое сопряжение первичной и вторичной обмоток, благодаря этому одновременно обеспечивается их электромагнитный и электрический контакт. Обмотки устройств имеют не менее трех выводов, отличающихся своим напряжением.
Основным достоинством этих приборов следует назвать хороший КПД, потому как преобразуется далеко не вся мощность — это значимо для малых расхождениях напряжений ввода и вывода. Минус — неизолированность цепей трансформатора (отсутсвтие разделения) между собой.
Трансформаторы тока
Данным термином принято обозначать прибор, запитанный непосредственно от поставщика электроэнергии, применяющийся в целях понижения первичного электротока до подходящих значений для использующихся в измеряющих и защитных цепях, сигнализации, связи.
Первичная обмотка трансформаторов электротока, устройство которых предусматривает отсутствие гальванических связей, подключается к цепи с подлежащим определению переменным электротоком, а электроизмерительные средства подсоединяются к вторичной обмотке. Текущий по ней электроток примерно соответствует току первичной обмотки, поделенному на коэффициент трансформирования.
Трансформаторы напряжения
Назначение этих приборов — снижение напряжения в измеряющих цепях, автоматики и релейной защиты. Такие защитные и электроизмерительные цепи в устройствах различного назначения отделены от цепей высокого напряжения.
Импульсные
Данные виды трансформаторов необходимы для изменения коротких по времени видеоимпульсов, как правило, имеющих повторение в определенном периоде со значительной скважностью, с приведенным к минимуму изменением их формы. Цель использования — перенос ортогонального электроимпульса с наиболее крутым срезом и фронтом, неизменным показателем амплитуды
Главным требованием, предъявляющимся к приборам данного типа, является отсутствие искажений при переносе формы преобразованных импульсов напряжения. Действие на вход напряжения какой-либо формы обуславливает получение на выходе импульса напряжения идентичной формы, но, вероятно, с другим диапазоном либо измененной полярностью.
Разделительные
Что такое трансформатор разделительный становится понятно исходя из самого определения — это прибор с первичной обмоткой, не связанной электрически (т.е. разделенной) с вторичными.
Существует два типа таких устройств:
- силовые;
- сигнальные.
Силовые применяются с целью улучшения надежности электросетей при непредвиденном синхронном соединении с землей и токоведущими частями, либо элементами нетоковедущими, оказавшимися из-за нарушения изоляции под напряжением.
Сигнальные применяются в целях обеспечения гальванической развязки электроцепей.
Согласующие
Как работает трансформатор данного вида также понятно из его названия. Согласующими называются приборы, применяющиеся с целью согласования между собой сопротивления отдельных элементов электросхем с приведенным к минимуму изменением формы сигнала. Также устройства такого типа используются для исключения гальванических взаимодействий между отдельными частями схем.
Пик-трансформаторы
Принцип действия пик-трансформаторов базируется на преобразование характера напряжения, от входного синусоидального в импульсное. Полярность после перехода изменяется по прошествии половины периода.
Сдвоенный дроссель
Его азначение, устройство и принцип действия, как трансформатора, абсолютно идентичны приборам с парой подобных обмоток, которые, в данном случае, абсолютно одинаковы, намотанны встречно или согласованно.
Также часто можно встретить такое наименование данного устройства, как встречный индуктивный фильтр. Это говорит о сфере применения прибора – входная фильтрация напряжения в блоках питания, звуковой технике, цифровых приборах.
Как определить необходимую мощность силового трансформатора для питания УНЧ?
Для колонок описанных здесь, я решил собрать простой усилитель мощностью 8-10 Ватт в канале, на самых дешёвых микросхемах, которые только удалось найти на местном радиорынке. Ими оказались – TDA2030 ценой всего по 0,38$.
Предполагаемая мощность в нагрузке должна составить 8-10 Ватт в канале:
10 * 2 = 20W
КПД микросхемы TDA2030 по даташиту (datasheet) – 65%.
20 / 0,65 = 31W
Я подобрал трансформатор с витым броневым магнитопроводом, так что, КПД можно принять равным – 90%.https://oldoctober.com/
31 / 0,9 = 34W
Приблизительно оценить КПД трансформатора можно по таблице.
| Мощность трансформатора (Вт) | КПД трансформатора (%) | |||
| Броневой штампованный | Броневой витой | Стержневой витой | Кольцевой | |
| 5-10 | 60 | 65 | 65 | 70 |
| 10-50 | 80 | 90 | 90 | 90 |
| 50-150 | 85 | 93 | 93 | 95 |
| 150-300 | 90 | 95 | 95 | 96 |
| 300-1000 | 95 | 96 | 96 | 96 |
Значит, понадобится сетевой трансформатор мощностью около 30-40 Ватт. Такой трансформатор должен весить около килограмма или чуть больше, что, на мой взгляд, прибавит моему мини усилителю устойчивости и он не будет «бегать» за шнурами.
Если мощность трансформатора больше требуемой, то это всегда хорошо. У более мощных трансформаторов выше КПД. Например, трансформатор мощностью 3-5 Ватт может иметь КПД всего 50%, в то время как у трансформаторов мощностью 50–100 Ватт КПД обычно около 90%.
Итак, с мощностью трансформатора вроде всё более или менее ясно.
Теперь нужно определиться с выходным напряжением трансформатора.
Вернуться наверх к меню
Заключение
В этой статье я попытался обобщить требования и систематизировать сведения по проектированию источников питания для ламповой High-End аппаратуры.
Как Вы видите, проектирование высококачественного источника питания требует проведения достаточно большого объема расчетов (к сожалению, много тонкостей остались за пределами этой статьи в виду специфичности и сложности изложения). По возможности я приводил упрощенные соотношения, позволяющие с достаточной для практики точностью оценить правильность принятых Вами решений. Не следует забывать, что параметры используемых компонентов должны отвечать заданным требованиям.
Использование случайных компонентов и пренебрежение расчетами сможет испортить звук самого лучшего усилителя. Если Вы не можете приобрести соответствующие компоненты или не уверены в своих силах при расчетах, я рекомендую приобрести (или заказать) готовый источник питания.
