Поиск:
 

Привет, Андрей.
Вот расчёт транса для 300В (по памяти – давно это было 8).
Критерием для расчета служит кпд. Он для конкретного сердечника должен быть максимальным. Но при этом не стоит забывать о НЧ границе. Эти параметры находятся в противоречии, поэтому сердечник получается большим. Итак, входные данные – Ri= 800 Ом.
Ra = 5000 Ом
Rн = 8 Ом
Ктр = 25
Fн = 10 Гц – 3 дБ.
Fв = 30 кГц – 3 дБ.
Берём сердечник Ш с высотой окна 86 мм, шириной 32 мм и сечением 20 см. 8) Катушка получатся с высотой намотки 77мм, толщиной намотки 28мм.
Для получения максимального кпд активные сопротивления первичной обмотки и приведённое активное вторичной д.б. равны. В нашем случае получилось так – Первичная обмотка 20 слоев по 140 витков в слой проводом 0,5мм. Расположение секций (и кол-во слоёв в них) такое -
2 – 4 – 8 – 4 – 2 – первичная
2 – 6 – 6 – 2 – вторичная
Вторичная обмотка – 113 витков проводом 0,67 – 16 слоёв в параллель.
Межслойная изоляция – бумага 0,1 мм.
Межсекционная – бумага 0,1мм. и фторопласт 0,2мм.
Ктр получился = 24,78
Rа получилось = 4910 Ом.
Соединение секций первичной обмотки такое (сначала пронумерую)
1 2 3 4 5 – номера
2 – 4 – 8 – 4 – 2
Номер первый от начала обмотки идёт на анод, далее сединяется с 4, потом 4 соединяется с 2, потом 2 с 5, потом 5 с 3, а конец 3 идёт на + питания анода.
Артём, такое соединение делается с целью уменьшения паразитных реактивностей. С таким соединением ВЧ шире и нет резонансов.
Секционирование вторичной обмотки такое для наибольшего потокосцепления.
Т.е. кол-во слоёв в секциях первичной и вторичной обмотки более-менее пропорционально.
Акт. сопротивление первичной около 62 Ома., вторичной – около 0,1 Ома, умножаем 0,1х25х25 = 62,5 Ома. Т.е. кпд получается максимальным и равным кпд = 4910/ (4910+62х62,5) = 0,973 Полоса максимальной мощности под нагрузкой в реальном каскаде на 300В получилась 8Гц-42 кГц – 2,5 дБ, что превышает заданные. Это если заземлять вторичную обмотку. Если не заземлять, то ВЧ уходят выше 60 кГц. Резонансов на ВЧ (до 200 кГц) не замечено.
Вот примерно так.
Если есть заданная железяка, то можно быстро прикинуть для конкретной лампы сочетание макс. достижимого кпд и НЧ полосы и далее начинать кроить для себя компромиссы.
Сергей Рубцов



Вот фундаментальный труд, основанный на нашем скромном опыте.


Начнем с КПД. Минимально возможное суммарное сопротивление обмоток выходного транса (и соответственно максимальный КПД) получается при равенстве сопротивления первичной обмотки и приведенного сопротивления вторичной. Это достигается равенством занимаемого объема обмотками в окне каркаса. Однако, сопротивление первичной обмотки очень желательно иметь не более 5–7% от внутреннего сопротивления лампы. Т.к. для получения сочного, быстрого баса СУММА сопротивлений первичной ОБМОТКИ транса и емкостного сопротивления КОНДЕНСАТОРА БП на нижней ( по уровню -3дБ) частоте каскада должна быть НЕ БОЛЕЕ 10% от внутреннего сопротивления примененного триода. При практической реализации выходных трансов почти всегда оптимальными получаются следующие параметры первичной обмотки – 3000 +/- 200 витков и 24 (3+6+6+6+3) или 21 (3+5+5+5+3) или 20 (2+4+8+4+2) слоев. (В третьем случае коммутация секций перекрестная). Для определения возможности реализации этих параметров на существующем магнитопроводе прикидываем размеры окна каркаса для намотки. Берем 40–35% (оставшиеся 60% поделятся между вторичкой (40%) и межслойной и межсекционной изоляцией (20%) )от высоты окна каркаса, делим получившееся число на 24 или 21 или 20 и получаем диаметр возможного провода. Уменьшаем длину окна на 3 мм (технологический запас на бахрому). Делим получившуюся длину на диаметр и получаем количество витков в слое. Целое число витков умножаем на слои и соотносим получившиеся с величиной 3000+/-200. Если укладываемся, то идем дальше. Считаем среднюю длину витка, умножаем на количество витков и получаем длину провода. Умножаем ее на погонное сопротивление и соотносим получившееся сопротивление с 5–7% от Ri. Если уложились, то едем дальше, но если сопротивление превышает 10%, от Ri, то уменьшаем колличесто витков до такого уровня, при котором еще выполняется условие – частота среза по уровню -3дБ ТОЛЬКО катушки (без магнитопровода) и применной лампы НЕ ПРЕВЫШАЕТ 1000Гц. Если и это условие невозможно выполнить без увеличения сопротивление первичной обмотки из-за применения тонкого провода, то такой магнитопровод не подходит для этой лампы.


Необходимая индуктивность считается такам способом: Будем читать на максимальную мощность выходного каскада для примера на 6С4С. При входном сигнале в 45В амплитуда на первичке будет примерно 45*4,2 = 189В, при токе покоя в 0,06А минимальная нагрузка получается 189/0,06=3150 ом. Т.к. индуктивное сопротивление первички и приведенное сопротивление нагрузки соединены параллельно, то при приведенной нагрузке в 5К, необходимое индуктивное сопротивление получается НЕ МЕНЕЕ величины 3150/(1–3150/5000)=8514 ом. Т.к. в 99% фонограмм максимум амплитуды НЧ находятся на частоте 30–40Гц (более низкие частоты есть, но они значительно ниже по уровню), то получам необходимую индуктивность величиной 8514/(2*3,14*30)=45Гн, что даст расчетную малосигнальную полосу каскада величиной 900/(2*3,14*45) = 3,2Гц. Необходимая емкость получится такая:
1. при сопротивлении первички в 5% от Ri = 900 ом, т.е 45ом, емкость равна 1/ 900*0,1–45)*2*3,14*3,2 = 0,0011 или 1100 мкФ 
2. при сопротивлении первички в 7% от Ri = 900 ом, т.е 63ом, емкость равна 1/ 900*0,1–63)*2*3,14*3,2 = 0,00184 или 1840 мкФ 


Теперь проверяем возможности железа работать с такими величинами.


Максимальная индукция для трансформатора с подмагничиванием считается так:
Bmax = Bi (от тока) + Bu (от амплитуды напряжения на обмотке), где Вi = L*i/(N*S) и Bu=U/(2*3.14*F*N*S), где (i – ток покоя лампы),U(максимальная амплитуда на первичной обмотке трансформатора), (S – сечение магнитопровода в м2), (F – нижняя частота сигнала на первичке). Bmax можно замерить экспериментально по величине переменного напряжения при котором трнасформатор имеет максимальную индуктивность, или принять равной 1–0,9 Тл. Подставив полученные значения индуктивности, количество витков и сечение используемого магнитопровода можно посчитать нижнюю рабочую границу полной мощность для получившегося трансформатора. Это величина не должна превышать 30Гц. Если при предварительных расчетах взять величину Bi равной половине от Bmax или другими словами, Bi = Bu, то можно получить необходимое сечение магнитопровода для заданного каскада при максимально низкой границе полной мощности для транса. Например, для каскада на 6С4С, индуктивность 45Гн и 3000 витков первички и максимальной индукции магнитопровода в 0,9Т имеем следущее необходимое сечение S = L*I/(N*Bmax / 2?) = 45*0.06/(3000*0.9/2) = 0.002 или 20 см2, и соответственно минимальную нижнюю частоту полной мощности F = U(амплитуда)/(2*3.14*S*N*Bmax / 2?) = 189/(2*3.14**0.002*3000*0.9/2) = 11.14 Гц.
Необходимую индуктивность в 45Гн надо выставить зазором.


Резюмируя вышесказанное, получаем:


1. Сопротивление первичной обмотки выходного транса не должно превышать 5–7% от внутреннего сопротивления примененной лампы.
2. Для получения максимального КПД транса сопротивление первички и приведенное сопротивление вторички должны быть равны.
3. Индуктивности и приведенного сопротивления нагрузки должно хватать для работы каскада на полной мощности при нижней границе не выше 30–40 Гц 
4. Сечения магнитопровода должно хватать для работы каскада на полной мощности на частоте 15–20 Гц.


Для выходного каскада на 6С4С имеем следущее:


1. Необходим выходной трансформатор сечением 20см", приведенным сопротивлением нагрузки 5К, с индуктивностью перичной обмотки 45Гн, имеющий 3000 витков сопротивлением 45–63 ома и занимающей не более 40% окна для намотки.
2. КПД такого транса получится не хуже 100*(1-(63+63)/(5000+63+63)) = 97,5%
3. Для нормальной работы этого каскада необходима емкость БП не менее 1100–1840мкФ
4. Малосигнальная граница получится около 3Гц, нижняя граница полной мощности, ограниченная максимальной индукцией магнитопровода, будет равна около 11 Гц, и граница, ограниченная началом резкого роста второй гармоники из-за нехватки тока, будет около 30Гц.


Отдельное спасибо за добрые советы Соколову Александру, а так же Войшвилло за некоторые его книжки.


С уважением, Сергей Рубцов.