Чем лучше тороидальный трансформатор для усилителя

Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео

ЗВУКОМАНИЯ

Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео

Трансформатор для звуковой техники

Трансформатор для звуковой техники

Трансформатор для звуковой техники

Трансформатор для звуковой техники

Принцип работы трансформаторов основан на индукции: переменное напряжение (например, сетевое напряжение 230 В), приложенное к первичной обмотке трансформатора, индуцирует переменное напряжение с желаемым напряжением на вторичной обмотке — обычно с помощью сердечника трансформатора, сделанного из намагничивающийся материал. Обе обмотки, конечно, должны быть электрически изолированы друг от друга.

Идеальный трансформатор для звуковой техники

В идеальном трансформаторе без потерь вторичное напряжение складывается из первичного напряжения и соотношения количества витков первичной и вторичной обмоток друг к другу. Пример: первичное напряжение 230 вольт. N1 (количество витков первичной обмотки) — 1000. N2 (количество витков вторичной обмотки) — 500. Напряжение вторичной обмотки будет 230 В x 500/1000 = 115 В.

трансформатор 200Вт Клон Naim NAP 200

Из-за потерь на вихревые токи в сердечнике трансформатора, сопротивлений в обмотках и паразитных потерь (часть магнитной энергии от первичной обмотки рассеивается в окружающую среду) на практике не существует идеального трансформатора. Однако хороший трансформатор для звуковой техники не должен работать долго …

Такой идеальный трансформатор работает с минимальными потерями на холостом ходу и под нагрузкой.
Выполняет свою работу с минимальным количеством паразитных полей, чтобы как можно меньше влиять на соседние компоненты.
как можно меньше нарушает окружающую среду своими механическими вибрациями.

трансформаторы 300Вт каждый

Кроме того, в случае трансформаторов, окруженных фильтрами большей емкости (как это часто бывает с полными и оконечными усилителями), существует потребность в предоставлении очень высоких энергий в короткие сроки.

трансформатор 800Вт FM711 усилитель внутри

В конце концов, просеивающие мощности должны быть фазовыми. n переход к фазе запускать должен снова и снова — на что очень мало времени — дозаправляться. То, что это приводит к очень высоким пиковым токам, становится очевидным самое позднее, если учесть, что общая энергия, необходимая для работы усилителя, берется только из сети питания 230 В и преобразуется во время этих коротких процессов.

Два мощных трансформатора по 300Вт каждый намотаны под заказ

Этот факт, а также тот факт, что музыкальные сигналы менее постоянны или могут также давать очень сильные импульсные пики, делает часто распространяемое «завышение размера» трансформаторов, используемых в компонентах Hi-Fi, более или менее простым обязательным упражнением.

Тороидальный трансформатор для звуковой техники

Конструкция с тороидальным сердечником особенно распространена в высококачественных Hi-Fi устройствах. Такой трансформатор основан на кольцевом сердечнике, который состоит из намотанного листа металлического листа в форме кольца или спирали с изолирующим слоем — сплошное кольцо приведет к чрезмерному потери на вихревые токи.

трансформаторы усилитель мощности

Как первичная, так и вторичная обмотки намотаны вокруг этого кольца — сердечник может быть полностью охвачен обмотками в этой конструкции, или он будет меньше выступать наружу, чем в случае с другими конструкциями.

Это приводит к более низкому полю рассеивания, возможности меньшей массы сердечника (меньшим потерям на обратное магнитное поле), меньшему току холостого хода и, как следствие, более высокой степени эффективности — наконец, что не менее важно, в целом возможны более компактные конструкции.

ЦАП №5 внутри

Тороидальный трансформатор минусы

Однако намотка замкнутого кольца технически относительно сложна и, следовательно, более дорога: вы не можете избежать продевания проволоки катушки через отверстие, то есть в центр кольца, с каждым оборотом — корпус намотки также изогнут, что затрудняет намотку равномерно.

Референсный усилитель трансформаторы группа

В процессе эксплуатации к полю необходимо прикладывать более низкую пиковую нагрузочную способность (если вы хотите добиться низкой массы сердечника) и более высокие пусковые токи, что на практике может стать проблемой только в том случае, если производитель звукового устройства не сможет противодействовать этому обстоятельству с помощью адекватного тока.

Трансформатор для звуковой техники

Классические трансформаторы

Также можно встретить классические трансформаторы с квадратным сердечником. Здесь уложенные друг на друга изолированные металлические листы служат структурой сердечника (сплошной сердечник также может вызвать чрезмерные потери на вихревые токи), которые могут возникать в различных формах и, таким образом, являются одноименными для типа трансформатора: трансформаторы сердечника EI , например, упоминаются: Листы E- и I-образной формы поочередно укладываются в стопку (последняя сердцевина). Чтобы противодействовать более высоким потерям утечки, присущим принципу, существуют, среди прочего, вложенные обмотки (которые, конечно, все еще остаются электрически изолированными друг от друга) или противоположная установка двух трансформаторов в одном устройстве — последнее должно позволять поля рассеивания трансформаторов, установленных в противоположных направлениях, чтобы компенсировать друг друга.

Трансформаторы с обрезанным ленточным сердечником

Кроме того, трансформаторы с обрезанным ленточным сердечником часто используются в Hi-Fi устройствах , которые не отличаются от вариантов с тороидальным сердечником с точки зрения их основных рабочих характеристик, а также в очень высококачественных трансформаторах, которые обладают лучшими характеристиками, чем те, которые имеют максимальную нагрузочную способность. Утверждается, что тороидальные сердечники усиленные.

Клон Naim NAP 200 внутрянка

Источник

Как рассчитать мощность трансформатора для усилителя мощности, какой выбрать и как сделать своими руками

Во многих электронных устройствах (радиоприемниках, телевизорах, компьютерах, магнитофонах, плеерах, мобильных телефонах) присутствует усилитель мощности. Независимо от вида оборудования его задача заключается в преобразовании внутреннего сигнала в звук. Мощность трансформаторов, используемых для усилителя мощности, зависит от того, какая громкость требуется на выходе.

Устройство и принцип работы усилителя звука

Усилителем звука называется комплект деталей, установленный на плате, с входом и выходом, для работы которого необходим внешний источник питания. Усилитель мощности (УМ) всегда расположен на выходе, поэтому его называют оконечным.

Такое устройство может усиливать:

• частоту звука в целом (УЗЧ);
• низкую частоту (УНЧ);
• мощность высокой частоты (УМЗЧ).

Выполняется как часть (функциональный блок) аппаратуры или самостоятельное устройство.

Для больших антенн и громкоговорителей требуются усилители с высоким коэффициентом усиления (десятки или даже сотни кВт). Он достигается одновременным повышением тока и напряжения. Эти устройства бывают бестрансформаторные и трансформаторные.

Самый распространенные в быту ламповые трансформаторные усилители. В профессиональном оборудовании трансформатор используется, если необходимо сгладить звенья длинной проводки, разведенной по сравнительно большой площади.

Трансформаторным называется усилитель, в котором это устройство установлено на выходе для гармонизации низких частот и предохранения оборудования от короткого замыкания.

Основной недостаток использования в усилителе звука трансформатора – увеличение габаритов и веса.

УМЧЗ усиливает сигналы, содержащие информацию о звуке в телемеханике, вычислительной и измерительной технике, дефектоскопии. В этот вид усиливающей аппаратуры кроме УМ устанавливается предварительный усилитель с эквайзером или регулятором тембра и громкости. Его предназначение – доведение напряжения и мощности до показателей, необходимых для функционирования оконечного УМ, подключенного к модулятору приемника, наушникам, колонкам.

УНЧ встраиваются в радиотрансляционное, звукозаписывающее и звуковоспроизводящее оборудование, в том числе в транспортных средствах.

Выход усилителя звука (УЗ) может быть одно- или двухкаскадный, работающий в одном из трех режимов:

• А (однотактный) – транзисторы и лампы расположены в линейном порядке, УЗ без режимов ограничения тока, перенасыщения;
• В (двухтактный) – все активные элементы воспроизводят однополярный сигнал практически без искажений, нелинейные искажения компенсируются транзисторами или лампами;
• АВ (двухтактный) – промежуточный режим между А и В;
• D – для работы в ключевом режиме путем преобразования входного сигнала в ШИМ-импульсы, управляемые выходным ключом, звук восстанавливает выходной LC-фильтр.

Варианты схематических решений

Самый простой усилитель класса низких частот состоит из двух одинаковых транзисторов, подключенных через эмиттер (биполярный транзистор), и выходного трансформатора, первичная обмотка которого состоит из 2-х одинаковых половин. Питание из внешнего источника на транзисторы подается через первичную обмотку.

На один транзистор подается положительное, на второй – отрицательное напряжение, которое периодически меняется на противоположное. Транзисторы работают поочередно, поэтому прибор называется двухтактным. Токи суммируются к обмотке, оконечный трансформатор выдает более низкие и мощные колебания.

Для повышения мощности в схему включаются резисторы, снимающие напряжение смещения с транзисторов. На трансформатор ток подается через половинки вторичной обмотки, соответствующие половинкам первичной. Высокие частоты на выходе отделяет конденсатор. Для питания такого УЗ можно использовать сетевой блок питания или батарейки.

В двухтактном УМЧЗ 2 трансформатора: входной (предварительный) и выходной (оконечный), напряжение на транзисторы подается из первого. Один транзистор открывается, второй остается закрытым, через какое-то время положение меняется на противоположное. Для питания требуется блок из резисторов, конденсаторов, сетевого фильтра, силовых транзисторов, переключающих напряжение.

Какой трансформатор нужен

При покупке, аренде или изготовлении УЗ учитывается требуемая мощность и вид акустической системы.

Какая мощность лучше, определить достаточно сложно. Все зависит от личных предпочтений. Кому-то в квартире требуется 500 Вт, кто-то способен озвучить большой зал при 200 ваттах. Важна так же чувствительность акустики и грамотность специалиста, который будет сидеть за пультом.

Не менее важны такие параметры, как чистота звука и надежность оборудования, но определить их можно только косвенно.

При выборе достаточно учесть, что мощность усилителя должна быть выше мощности акустической системы. В противном случает УЗ не сможет обеспечить необходимые для работы колонок условия.

Расчет параметров

Усилители и акустика для использования в быту работают на комфортной громкости, равной 5-10% от мощности, указанной в техдокументации. При использовании профессионального оборудования показатель увеличивается до 40-60%.

Слушать что-то при максимальной мощности просто невозможно, так как звук сильно искажается. То есть, при покупке профессионального усилителя на 1 киловатт необходимо учесть, что во время работы будет использоваться примерно 300 Вт на усиление звука, при потреблении электроэнергии 700 Вт.

Бытовой прибор на 200 Вт отключится при мощности 100 Вт (если имеется встроенная система защиты). На максимуме он способен работать всего несколько секунд при озвучивании громких звуков (например, выстрелов при просмотре фильма).

Цена будет зависеть от качества колонок: чем оно выше, тем меньше может быть мощность усилителя.

Как выбрать подходящий

Основной ориентир – цель покупки усилителя. При питании от автономного генератора акустика должна быть максимально чувствительная, усилитель с высоким КПД (желательно класса «Д»).

При питании от электросети выбор шире, так как ограничивается качеством акустики, площадью и личными предпочтениями. Цена будет зависеть от качества колонок – чем оно выше, тем меньше может быть мощность усилителя.

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:

U – напряжение холостого хода

cos f = 0,8 (коэффициент мощности)

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.

Источник