Выходной SE трансформатор из того что есть

[Obergan Alexey]

Для начала небольшой дисклеймер. Я не предлагаю какой-то "сверхинновационный" метод расчёта трансформатора. Создание данной темы имеет две цели. Во-первых, хочу убедиться, что мыслю в правильном направлении. Ну и если первая цель будет достигнута, то вторая цель - упростить задачу для тех, кто берётся за это неблагодарное занятие впервые и не знает с чего начать.

Отталкиваться я решил от того факта, что при токе покоя индукция в сердечнике должна быть в районе половины от индукции насыщения. Если я не прав, поправьте, но мне данный расклад кажется наиболее логичным.

Теперь по задаче и имеющимся материалам. Задача - собрать однотакт на двух ГУ-50, включенных параллельно в псевдотриодном режиме. Внутреннее сопротивление у ГУ-50 в псевдотриоде - примерно 850 ом, значит у двух ламп будет 425 ом. Сопротивление нагрузки было решено взять 2200 ом. В наличии имеется 130 мм железа M6 размера EI-96. Размер окна 48х16 мм, длина средней магнитной линии 20,8 см. Также есть медный провод диаметром 0.4мм и 0.2мм. Количество пластин может быть маловато для 4-х трансформаторов, но многовато для двух. Т.к. остатки будут ни туда ни сюда, поделим ровно пополам. Для начала прикинем расклад для провода 0.4мм. Если взять коэффициент заполнения 0.3, то в окно влезет 1832 витка, но нам нужна ещё вторичка, поэтому делим пополам. Итого 916 витков. Индукция насыщения у М6  примерно 2 теслы, но возьмём чуть поменьше. Например при 1.6 теслы проницаемость начинает падать

Поэтому пускай при токе покоя 0.2 ампер, индукция будет 0.8 тесла. Посчитаем протицаемость, которая для этого нужна. мю = (B*l)/(мю0*I*w) = (0,8 * 0,208)/(4*pi*10^-7*0,2*916) = 722. Для того, чтоб получить такую проницаемость, посчитаем необходимый зазор lз = (1/мю_c_зазором - 1/мю_эффективное)*l0 = (1/722 - 1/50000)*0,208 = 0,28мм. Далее, исходя из средней длины витка, считаем сопротивление первички, которое получается примерно 30 ом, также индуктивность 7,61 генри. Далее по формулам из интернета 

Находим, что Rэг = 376 ом, а fн = 12,3 Гц. Очень даже не дурно, учитывая, что КПД всей этой кухни составит 98%. Т.е. в принципе такой объём железа - явное излишество. Если убрать половину, то частота среза поднимется до 25 герц, плюс немного уменьшится длина провода и как следствие ещё поднимется кпд(да куда ж ещё-то ?). Итак, 98% кпд - это слишком много, поэтому попробуем всё-таки поделить 130мм сердечника на 4 и вдвое уменьшить сечение провода. Т.е. взять два по 0.2 и мотать бифиляром. Итак, в половину окна должно теперь поместиться 1832 витка, чтоб также в сердечнике было 0.8 теслы, мю уже должно быть 361, требуемый зазор 0.57мм. Активное сопротивление первички 95 ом, индуктивность 7,5 Гн, Rэг = 417 ом, fн = 13,9 Гц. КПД остаётся 95,6%, что тоже очень и очень неплохо. Т.е. по факту мы сэкономили жезело и медь, и получили трансформатор с характеристиками, ненамного худшими чем в первом случае. Дальше уменьшать сечение провода смысла нет, т.к. 0.2 ампера будет многовато для диаметра 0.2

Итак, первый вывод, зачем платить больше ? Но всё ли так прекрасно ? Открываем Цыкина и смотрим главу прои индуктивность рассеяния.

Кр - это так называемый опытный коэффициент, зависящий от типа намотки. Для чередующихся слоёв в книге предлагается брать от 0.9 до 1. Возьмём 0.9

A1 - толщина первички(см), А2 - соответственно вторички. l0 - средняя длина витка(см), hн - высота обмотки(см), m - количество слоёв минус один, дельта у - сумма расстояний между слоями(см).

Возьмём для простоты трёхслойную обмотку. Для первого трансформатора средняя длина витка будет 24,2см. Высота обмотки 4,6мм, ширина обмоток с учётом изоляций пусть будет по 1,4 см. Пусть расстояние между каждым слоем будет 0,2мм. Считаем индуктивность рассеяния

1,256*0,9*24,2*916^2*(0,02*2+(1,4+1,4)/3)/(10^8*4,6*2^2) = 0,012 Гн. На частоте 20 кГц это даст сопротивление в 1520 ом. Что даст ослабление на 4.5 дБ для данной частоты. Многовато, но не критично. В принципе можно намотать и в 5 слоёв. Можно ещё больше, но тогда есть риск, что во-первых не уложимся в коэффициент заполнения 0,3, а во-вторых получим приличную межобмоточную ёмкость и провалы на АЧХ.

Теперь посчитаем индуктивность рассеяния для второго трансформатора.

1,256×0,9×19,2×1832^2×(0,04+2,8÷3)÷(10^8×4,6×4) = 0,038 Гн или -10 дБ на частоте в 20 кГц.

 

Как-то так в общем. Если в моих выкладках имеются неточности или заблуждения, прошу поправить. Я не профессионал, я только учусь

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[grach]

Ничего не понял, но одобряю.

Вот, может поможет в чём-то Au_trans выходник.rar

 

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[рижанин]

А окно-то реально в каркасе какое?  

Немагнитные зазоры рассчётные выглядят неправдоподобно большими .... 0,28мм и особенно 0,57мм. Но х.з., мож так и должно быть на козырном железе. 

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Obergan Alexey]

40 minutes ago, рижанин said:

А окно-то реально в каркасе какое?

48х16 мм. Естественно по миллиметру с кадой стороны съест каркас. Но коэффициент заполнения обычно это учитывает. Железо EI96. Т.е. т.е. 96 на 80 мм сердечник. Тем более, что для 0.28 мм прокладка между E и I пластинами нужна всего лишь 0.14 мм. Тут вся загвоздка в том, что чем больше витков, тем больше нужен зазор, чтоб индукция в сердечнике осталась на том же уровне. Т.е. прослеживается закономерность, что если при увеличении количества витков, пропорционально увеличивать зазор, то и индуктивность будет увеличиваться пропорционально именно количеству витков, а не его квадрату.

Можно вообще в 2 раза уменьшить зазор и количество витков. Правда тогда и индуктивность упадёт в два раза. А вместе с ней поднимется порог нижней частоты во столько же раз. А тут, от какой частоты плясать, зависит от предпочтения. Вроде за среднюю берут 25 Гц, хотя кому-то и 50-ти хватает. Другим подавай один герц, иначе это не усилитель а кусок дерьма

Изменено 4 апреля, 2022 пользователем Obergan Alexey

[рижанин]

1 час назад, Obergan Alexey сказал:

48х16 мм. Естественно по миллиметру с каждой стороны съест каркас

Слишком оптимистично. Скорее всего в реале останется 42х14мм.

Грубый примерный и простой расчёт. Если 0,4мм это ваш провод по наружному Д, то в слой поместится где-то 100-104 витка. Коли вы хотите заполнить окно поровну первичкой/вторичкой, то останется прим. по 7мм на каждую. 1 слой  с прокладками, изоляциями и воздухом примерно 0,5мм (если 0,4мм по меди, то ещё толще). 7/0,5=14 слоёв. Но если секционировать "по Шалину", на 3 секции, то это неудобно, лучше 12 слоёв (3+6+3). Итого первичка где-то 1200витков. 

Вторичка тогда между секциями первички, исходя из доступного провода и нужного Ктр.

А то, что индуктивность будет достаточная для 15-20Гц, так это лишним не будет. Тем более, что пара ГУ-50 в триоде могут выдать до 20Вт.

[Obergan Alexey]

8 minutes ago, рижанин said:

42х14мм.

Толщина текстолита 1мм. Т.е. по ширине "съест" 1 мм и по высоте 2. Всяко побольше чем 42 останется. Не говоря уже о том, что есть технологии намотки, позволяющие использовать по высоте все 48 мм, т.е. без "съедания" по миллиметру с каждой стороны.

17 minutes ago, рижанин said:

1200витков.

А вот это уже очень дельный вариант. Посчитал для толщины сердечника в 3.2 см. Значит зазор нужен 0.37, индуктивность будет 4,9 Гн, что для Rэг, посчитанного для нагрузки 2200 ом и анодного сопротивления 425 ом, даст пороговую частоту в 19 Гц. Если добавить местную ОС с помощью катодной обмотки, то думаю, можно ещё улучшить показатели.

По индуктивности рассеяния кстати получается неплохой показатель. Для 3-х чередующихся слоёв 9,6 мГн, для 5-ти - 2,4, что даст -3,9 дб на 20 кГц в первом случае и -1,2 дБ - во втором.

35 minutes ago, рижанин said:

до 20Вт.

Ну для этого нужно брать слишком низкий альфа. Я планирую хотя бы пятёрочку взять. При таком раскладе с одной ГУшки в теории выходит 7.5 ватт. С двух будет 15. Больше для дома и не нужно.

[рижанин]

10 минут назад, Obergan Alexey сказал:

нужно брать слишком низкий альфа. Я планирую хотя бы пятёрочку взять. При таком раскладе с одной ГУшки в теории выходит 7.5 ватт. С двух будет 15

Тогда нафига там вообще ОС ? Я делал на чистом триоде 6С41С с трансом из ОСМ-0,16 и альфой 3...4, так даже на этом маленькая акустика с фазоинвертором нормально демпфировалась и не гудела.  Правда, ВЧ на трёх секциях в первичке были заметно слабее, чем на пяти симметричных.

У пары "триодов" ёмкость нехилая будет (Миллер кажись), чтобы её прокачать без падения на ВЧ, драйвер (если резистивный каскад) нужен с током покоя миллиАмпер так 20...40, ну или что-то похитрее.

19 минут назад, Obergan Alexey сказал:

есть технологии намотки, позволяющие использовать по высоте все 48 мм

это наверное без боковых щёчек, так сложно и муторно мотать, есть риск соскока крайних витков

24 минуты назад, Obergan Alexey сказал:

Посчитал для толщины сердечника в 3.2 см

маловато как-то для пары ламп, возьмите лучше 4 или 5, тем более пластин навалом.

Басы-то спадают не с ровной полки сразу в пропасть, а плавно начинают валиться и гадить со 150-200Гц.

[Obergan Alexey]

11 minutes ago, рижанин said:

У пары "триодов" ёмкость нехилая будет

К сожалению не могу найти проходную ёмкость для ГУ-50 в "триоде". К примеру, у 6с33с, она составляет 30 пФ. Т.к. усиление по напряжению у ГУ-50 не сильно большое, то и миллеровская ёмкость не шибко существенная. Т.к. 6с33с примерно соответствует ГУ-50 по мощности рассеивания на аноде, предположим проходную ёмкость в триоде такую же. Усиление по напряжению ГУ-50 в триоде даёт примерно 4,5. Значит считаем реактивное сопротивление для пары штук и 20 кГц. 1/(2*pi*(4,5+1)*30*10^-12*20000*2)  = 24 кОм. Т.е. драйверу приходится работать на 24 килоома нагрузки. Сейчас использую EF80 в качестве драйвера. С выходным импедансом килоом чуть менее 10-ти. На одну ГУшку в принципе ещё норм. В случае с двумя в параллель, можно попробовать альтернативный вариант. Например 6н2п с КП на 6н23п. Можно ещё и вольтдобавку попробовать по совету Василича.

24 minutes ago, рижанин said:

тем более пластин навалом.

Не то чтоб навалом. Просто если брать 4-5 см, то в остатке будет ни под хвост, ни в красную армию. Т.е. либо брать по 3,2 и делать 4 трансформатора, либо по 6,5 и только два.

[TLY]

В 03.04.2022 в 23:24, Obergan Alexey сказал:

Задача - собрать однотакт на двух ГУ-50, включенных параллельно в псевдотриодном режиме.

Весьма заинтересован в подобном(т.к. что-то на мощном\высоковольтном триоде по типу гм-70 для меня недоступно финансово)

Советую обратиться к I_Avals . Тов. весьма компетентен как в теоретических "прикидках",так и в расчётах и намотке твз. Попросите проконсультировать прямо в этой теме ,что бы сообщения не потерялись в общей (раздутой) ламповой теме. Надеюсь он не откажет.

Я повторял его однотакт на гу-50.

Спойлер

К сожалению его "успехов" (10вт на 1% к.н.и.) мне повторить не удалось ( прим. 7вт с хвостиком мой предел).

Наверное лучше рассчитывать на 15вт в паре и получить их с хорошем качеством ,чем раскатать губу на 20вт и потом расстроиться.

По звуку этот усь весьма приятен \выигрывает(по звуку) у двухтакта на 6п3с ,так-что у меня есть интерес в однотакте по мощнее.

[Obergan Alexey]

17 minutes ago, TLY said:

для меня недоступно финансово

Да на самом деле, оно всё дорого. Даже на паре ГУ-50. Да, сами лампы по вполне доступной цене, а вот обвязка, в особенности по части питания и выходному трансформатору выйдет в копеечку, если на более менее приличную мощность. Та же ГУ-81М. Сама лампа не особо-то и дорогая. На ебее из всяких бывших союзнах республик можно купить за порядка 50 евро за штуку. А вот вся обвязка обойдётся ещё в евро 500

22 minutes ago, TLY said:

Советую обратиться к I_Avals

Да он перестал писать в "Ламповой технике" с 24-го февраля. Да и на потом, он ставит целью именно параметры. Я всегда считал, хочешь хорошие параметры - не связывайся с лампами, собирай на полупроводниках. Та же сборка прототипа ГУ-50 плюс EF80, звучит очень не дурно. Хотя настраивался только ток покоя ГУшек и EFок. Можно конечно ещё поиграться с режимами, чтоб уменьшить КНИ, но я пока принципиально не делаю замеров, т.к. выходники - китайщина. Во-первых нагрузка немного великовата. 3,5к, а желательно 4.5-5. Так что жду, когда проклятые америкосы соизволят отослать пятикилоомный Edcor, который оплатил уже 2 месяца назад, а там уже можно и с драйверами более основательно "поиграться".

[TLY]

47 минут назад, Obergan Alexey сказал:

он перестал писать в "Ламповой технике" с 24-го февраля.

Ну... у человека есть не только "заботы о нас" , но и работа\семья\личное творчество(которое съедает непостижимую уйму времени). И если он давно не пишет в той теме , это ещё не говорит о том что он туда не заглядывает(модератор всё таки) - в крайнем случае попробуйте обратиться через личку.

Можно конечно вариться и "в собственном соку", но "коллективный разум" будет продуктивнее

--------------

....на самом деле, оно всё дорого. Даже на паре ГУ-50.... - это я "потяну" , т.к. из более\менее благополучных финансовых времён- имею: лампы\панельки\эл.конденсаторы на питание\железо(ТС-270 на питание и пару ТС-180 в перемотку на ТВЗ). А вот ГМ-70 и им подобные проекты - меня ввергают в финансовый шок,и понимая что моя пенсия лежит недостижимо далеко за гранью реальности такого проекта - даже в мечтах не держу подобного.

Изменено 5 апреля, 2022 пользователем TLY

[TLY]

Вот нашёл вахи ГУ-50(есть немного и в псевдотриоде)

(возможно вам как то поможет в изысканиях)

 

гу-50.rar

[Obergan Alexey]

Да собственно, все вахи у меня есть. С режимом определился. 

Я вот сейчас думаю, а нужно ли оно, чтоб масса провода первички соответствовало массе вторички. Если брать 0.4, и соотношение сопротивлений 2200 к 8, то соотношение витков будет 16 к 1, т.е. провод вторички должен быть в 16 раз большим сечением, чтоб занять половину окна. т.е. 1.6мм в диаметре. Для усилителя, с выходной мощностью 15 ватт - это явно не нужно. Первичка да, должна иметь запас, чтоб выдерживать постоянку в 0.2А и при этом не перегреваться. 0.2мм маловато, а 0.4 даже если и многовато, то не намного.

А если говорить о дэмпинг факторе, то нагрузку, которую будут "видеть" колонки, будет примерно полтора ома(внутреннее сопротивление двух ГУ-шек, делённое на соотношение витков в квадрате), поэтому плюс мину 0.1 ом к активному сопротивлению вторички - абсолютно ни о чём. Думаю, логичнее будет рассчитать её, исходя из выходной мощности, взяв за основу правила рассчёта сетевого транса, где d=0,7*sqrt(Irms). Опять-таки, это чисто логическое мышление. Может вумные люди и вумные книжки скажут по-другому.

[TLY]

Я мягко говоря  полный нуб в расчётах(и помочь вам с этим не смогу), но соотношение по меди первичка\вторичка 1:1 считается "хорошим тоном". В реальности конечно такого правила наверное редко удаётся придерживаться,но к этому нужно стремиться.И совсем не обязательно это решать избыточно толстым проводом для вторички - можно же заполнение обеспечить слоями или секциями.

Мне несколько непонятно ваше "тяга" к 3х секционной обмотке (2первички\1 вторичка,если правильно понял ). По крайней мере себе буду мотать как минимум 3первички\ 2 вторички.

Неоднократно натыкался на "утверждения" что активное сопротивление первички лучше не превышать 100 Ом - не знаю насколько оно верное,но лучше на сечении провода первички и вторички не экономить(меньше будет выходное сопротивление усилителя)

[Obergan Alexey]

2 minutes ago, TLY said:

непонятно ваше "тяга" к 3х секционной обмотке

Нет у меня такой тяги. Я просто посчитал индуктивность рассеяния для почти худшего(самый худший - это 1 + 1) случая, именно 2+1. Естественно мотать надо минимум 3+2, ещё лучше 4+3. Особенно для однотактов. 

Хотя, если не экономить на железе и взять непропорционально большой сердечник, то вполне сойдёт и намотка 2+1, т.к. общее количество витков для получения необходимой индуктивности будет небольшим и как следствие, небольшая индуктивность рассеяния.

[TLY]

Ну... слово "тяга" я не просто так взял в кавычки.

Вы считали для 2+1 -непонятно зачем считать под худшее ? Разумнее сразу считать по макс.лучшее(а худшее оно и само может приключиться)

По поводу ...если не экономить на железе и взять непропорционально большой сердечник... -можно конечно (сдуру)взять железо и на 5квт, но зачем ?!

Окно то всё равно нужно будет заполнять полностью ,и с какого то момента(с увеличением железа) расходы по меди начнут расти не пропорционально добавляемому качеству.

Необходим разумный компромисс(как говориться "и рыбку съесть и .....не сесть")

[Obergan Alexey]

11 minutes ago, TLY said:

зачем считать под худшее ?

Потому что если в худшем случае будет хорошо, то в лучшем будет за***сь

[TLY]

Это только мечты...

Худшее - худшим и останется.(как не крути,а из дерьма конфетка невкусная выйдет)

Лучшее - лучшим станет ли в действительности? ( это вопрос на миллион)

[Alex-007]

1 час назад, TLY сказал:

Окно то всё равно нужно будет заполнять полностью

Не видели вы силовые торы, окно которых заполнено обмоткой всего на 15...20%. Зато охлаждается замечательно...

[TLY]

@Alex-007

При всё уважении,но.... торы(тем более силовые) вы как то не к месту приплели .

У них заполнить всё окно не получиться из-за самой особенности их исполнения. Не... конечно можно упереться "рогом"(как в споре так в намотке) и без челнока притаскивать провод\совершая забеги на спринтерские дистанции в чистом поле туда...сюда...туда...сюда....

-------------

Вы бы дельным советом помогли

(а то из меня советчик никакой)

Изменено 6 апреля, 2022 пользователем TLY

[тимвал]

В звуковом трансформаторе основной "виновник" нелинейных искажений это железо. Нелинейность намагничивания, потери на гистерезис, вихревые токи и т.д.  Потому чем меньше будет железо, в разумных пределах разумеется, тем лучше.

Есть универсальный "рецепт" намотки звукового трансформатора, который годиться и для однотакта и для двухтакта равно.

         

 

[Obergan Alexey]

3 minutes ago, тимвал said:

"виновник" нелинейных искажений это железо

Вот, нашёл на просторах интернета график к железу М6. Оно же M165-35S

Если посмотреть, то в районе 0.8 тесла кривая намагничивания довольно-таки ровная в некотором пределе. Насколько это позволяет показать разрешение графика. С зазором ситуация будет ещё лучше. Т.к. кривая намагничивания растягивается по оси абсцисс. Кстати, если взять режим ГУ-50 с ТП в 100 мА, и напряжением сетки -60 вольт, то при нагрузке в 5 кОм, амплитуда токов будет в районе 50 мА, когда напряжение сетки будет доходить до нуля. Т.е. грубо говоря, индукция будет меняться в диапазоне от 0.4 до 1.2 теслы.  При наличии зазора искажения будут минимальными. Даже если размах индукции достигнет с 0.2 до 1.4 теслы.

Вот с двухтактами, у которых рабочая точка находится на нулевой индукции, могут быть нюансы. Хотя не знаю, насколько всё плохо. Толком с этим вопросом ещё не разбирался.

Одно могу сказать. Тот прототип, что сваял на листе железа на ГУшках, с трансформаторами на 3500 ом с алиэкспресса, по субъективному восприятию переигрывает двухтакт только в путь. Если честно, я к двухтактам вообще скептически отношусь. На 100 ваттах выходной мощности, уже не замечаешь, "тёплый" ли это ламповый звук, или "холодный" транзисторный. Я уже много раз это говорил, скажу ещё раз. Нужен мощный усилитель, лучше собирать сразу на транзисторах. Лампы, они для души, а не для дискотек. Исключение - это наверное гитарное оборудование, где перегруз выходного каскада используется во благо вкупе с перегрузом преда.

[Obergan Alexey]

5 hours ago, тимвал said:

Потому чем меньше будет железо, в разумных пределах разумеется, тем лучше.

Вот здесь вы, Валерий Сергеевич, ошибаетесь. В железе тем больше потерь и искажений, чем больше амплитуда индукции. Просто взяв и увеличив количество пластин вдвое, вы вдвое уменьшите амплитуду индукции. А потери на гистерезис растут непропорционально амплитуде. Формул к сожалению, не помню.

UPD. Нашёл формулу

Как видим, увеличив в два раза количество железа, мы увеличиваем в два раза индуктивность и соответственно в два раза уменьшаем амплитуду индукции. При этом, уменьшаем потери в полтора(если n=1,6) или в два(если n=2) раза.

Поэтому собственно 100-килограммовый выходник, с пороговой частотой в 0.1 герц - это мечта аудиофила, потому что такой трансформатор будет передавать практически без искажений частоты от одного герца.

[тимвал]

23 часа назад, Obergan Alexey сказал:

Вот здесь вы, Валерий Сергеевич, ошибаетесь.

Это не моё мнение, это пишут люди с огромным опытом изготовления трансформаторов. У меня такого опыта нет. 

[TLY]

1 час назад, тимвал сказал:

пишут люди с огромным опытом изготовления трансформаторов

Что...прямо так и пишут "чем меньше железо-тем лучше" ?

А нельзя ли ссылочки на писания тех людей ?