Двухтактные ламповые усилители с межкаскадным трансформатором

Содержание

Подбор выходного трансформатора для двухтактного лампового усилителя
Двухтактные ламповые усилители с межкаскадным трансформатором
Ламповые Умзч с межкаскадным трансформатором.
Кто сейчас на форуме

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

Источник

Двухтактные ламповые усилители с межкаскадным трансформатором

Форум РадиоКот
Здесь можно немножко помяукать 🙂

Ламповые Умзч с межкаскадным трансформатором.

Друг Кота

Карма: 94
Рейтинг сообщений: 1710
Зарегистрирован: Ср дек 07, 2011 18:17:50
Сообщений: 5783
Откуда: Western Siberia
Рейтинг сообщения: 0

Это не хвост, это антенна

Карма: 2
Рейтинг сообщений: 21
Зарегистрирован: Чт янв 27, 2011 21:57:53
Сообщений: 1319
Рейтинг сообщения: 1

Вложения:

ТРАНСФОРМАТОР НИЗКОЙ ЧАСТОТ1.doc [156 KiB]
Скачиваний: 2239

Вернуться наверх

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc

Друг Кота

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Собутыльник Кота

Карма: 35
Рейтинг сообщений: 517
Зарегистрирован: Вт дек 10, 2013 19:13:10
Сообщений: 2806
Рейтинг сообщения: 0

Построение источников бесперебойного питания с двойным преобразованием, широко используемых в современных хранилищах данных, на базе карбид-кремниевых MOSFETs производства Wolfspeed позволяет уменьшить мощность потерь в них до 40%, а также значительно снизить занимаемый ими объем и стоимость комплектующих.

Модератор

Карма: 149
Рейтинг сообщений: 3411
Зарегистрирован: Пт янв 23, 2009 19:20:05
Сообщений: 37265
Рейтинг сообщения: 0
Медали: 1

Компэл объявляет о значительном расширении складского ассортимента продукции Connfly. Универсальные коммутирующие компоненты, соединители и держатели Connfly сочетают соответствие стандарту ISO9001:2008, высокую доступность и простоту использования. На текущий момент на складе Компэл – более 300 востребованных на рынке товарных наименований с гибкой ценовой политикой.

Мучитель микросхем

Карма: 7
Рейтинг сообщений: 54
Зарегистрирован: Ср мар 15, 2017 09:53:39
Сообщений: 422
Рейтинг сообщения: 0

Встал на лапы

Карма: 4
Рейтинг сообщений: 17
Зарегистрирован: Ср ноя 08, 2017 13:12:53
Сообщений: 137
Откуда: Москва
Рейтинг сообщения: 0

У меня на ГУ-48 межкаскадный трансик на 250 ваттном железе, меньше не играет.
Выходной на трех киловаттных железках.

Межкаскадник содержит 6 обмоток по 1000 витков провода 0,2 мм , включал всякоразно, лучше всего получилось 2 к 3, раскачка 6J5 — 6550 , анодное раскачки 450 вольт.

Вообще, пока сам пару вариантов не намотаешь и не послушаешь, не торопясь, вдумчиво, ничего не поймешь.
Трудно конечно начать, не зная чего, но остановиться труднее, каждый новый транс играет по другому, не лучше, не хуже, а что то новое появляется. И не бойтесь старого советского железа, даже ржавого, чем железо хуже по силовым параметрам, тем меньше будет резонансов.

[size=85][color=green]Добавлено after 1 hour 23 minutes 41 second:[/color][/size]
А если еще на входе трансформаторный регулятор громкости, то вааааще.

Вложения:

DSC01501.JPG [120.91 KiB]
Скачиваний: 772

DSC01513.JPG [163.03 KiB]
Скачиваний: 871

Прослушка — копия.jpg [185.02 KiB]
Скачиваний: 882

Вернуться наверх

Встал на лапы

Статья по ссылке вобщем проясняет, но во времена Войшвилло, Цыкина и других, требования были другие, не было записей, да и источников, с диапазоном 20-20000.
Схемотехника была заточена под максимальный КПД, по этим книгам можно создать выходной трансформатор для телевизора, ВЕСТИ С ПОЛЕЙ послушать.

Там написано про токи Фуко, но не написано что эти токи, ели их искусственно увеличить, очень эффективно демпфируют всю систему, и препятствуют гудению и бубнению на НЧ, так же, в подобных заметках, часто приведен какой то расчет среднестатистческого трансформатора, с индуктивностью достаточной для чего то там, то есть железо 4 квадрата, 3000 витков первичка, и вторичка проводом 0,5.
У меня все как то не так, в первичке 6-8 тысяч витков, вторичка проводом от миллиметра, даже если это всего 1 ватт, индуктивность от 70 Генри и выше, приведенное сопротивление не имеет ничего общего со справочником, мне не нужно
4,5 ватта от 6П14П например, достаточно двух, но не тех что описаны у Войшвилло с Цыкиным.

Собственно и межкаскадник, по современным меркам, должен быть на большом железе, что бы не думать о петлях гистереиса, токах подмагничивания, и других параметрах, конечно габариты не как у Макарова, но ватт 150-200 железяку надо, даже для мелких ламп, что бы при просмотре Терминатора, если там взрыв, что бы и в комнате был взрыв.

Мучитель микросхем

Карма: 7
Рейтинг сообщений: 54
Зарегистрирован: Ср мар 15, 2017 09:53:39
Сообщений: 422
Рейтинг сообщения: 0

Встал на лапы

Карма: 4
Рейтинг сообщений: 17
Зарегистрирован: Ср ноя 08, 2017 13:12:53
Сообщений: 137
Откуда: Москва
Рейтинг сообщения: 1

Да, копий поломано много, по этим вопросам, я убежден, что КПД трансформатора очень важен для бесперебойного источника питания, при питании чего либо от аккумуляторов.
В звуке, трансформатор не должен задавать/ограничивать края диапазона, все что в него вошло, должно пролетать без ограничений, и за счет большого железа, наш диапазон намагниченности должен быть далеко от краев петель гистерезиса, при этом в однотактниках зазор можно делать и 0,02 мм , индуктивность почти не страдает, а по низам можно получить и 4-6 Герц, и наконец избавиться от сабвуфера, который к звуку совсем никакого отношения не имеет.

В хорошо записанных американских фильмах очень много инфранизких частот, например в конце фильма хХх, Вин Дизель устраивает лавину в горах, и когда подомной начинает дрожать кресло, кот прижимает уши, поджимает хвост и убегает в другую комнату, когда был обычный усилитель, собранный по правилам, такого не было, кот спокойно спал рядом.
А в фильме Скалолаз, где Сталлоне стоит на краю скалы, и снизу вдруг выскакивает вертолет, с инфранизким рокотом и свистом рассекаемоголопастями воздха и воем газовой турбины, хочется убежать )), на@бнет лопастью. Саб этого не давал, в нем нет динамики удара, и конрабас не отличается от басгитары, звук всегда одинаковый, просто низкий выдох.
Я правда еще и частоты в акустике делю самими динамиками, фильтров нигде никаких нет, покупаю на Ебее все подряд, а потом экспериментиую, звук получается слитный( плотный, нигде ничего не застряло в катушках и конденсаторах, и от ящиков давно ушел, огромный, толстый тяжелый щит.

Мучитель микросхем

Карма: 7
Рейтинг сообщений: 54
Зарегистрирован: Ср мар 15, 2017 09:53:39
Сообщений: 422
Рейтинг сообщения: 0

Встал на лапы

Да мне тоже порядком за 50, от тяжестей аллергия, но когда клиент начинает расплачиваться, весь негатив от преодоленных трудностей и лишений улетучивается, и на Кипр на месяц, отдыхать

У меня любимый усилитель для музыки на 6Ж7 — 6С4С, правда потом поставил 6J7 — 6B4G, там ваккуум поглубже и металлов побогаче, 2А3 очень многие звучат хуже, видимо их рано коммерциалииовали, и начали гнать большими партиями на аудиорынок по упрощенной технологии, а 6B4G до последнего оставалась военным стабилизатором.

Расчеты лет 15 назад забросил, так же как и измерения, все ушами, все для них. У меня даже мастерская в подвале, что бы никаких окон и поторонних шумов не было, особенно когда корректор для винила отслшиваешь.

Кстати, микросхемные усилитли с трансформаторным выходом очень интересно играют, у меня 7294 нагружена на ОСМ-0,4 с пятью обмотками миллиметровым проводом до заполнения, включено 3:2 , в басу пропал пионерский барабан, бас ниже, мягче и собраннее, в верхах пропало стандартное микросхемное шепелявение, даже с синтетическими пищалками, другой усилитель.

Собутыльник Кота

Карма: 35
Рейтинг сообщений: 517
Зарегистрирован: Вт дек 10, 2013 19:13:10
Сообщений: 2806
Рейтинг сообщения: 0

Модератор

Собутыльник Кота

Карма: 35
Рейтинг сообщений: 517
Зарегистрирован: Вт дек 10, 2013 19:13:10
Сообщений: 2806
Рейтинг сообщения: 0

Модератор

Собутыльник Кота

Карма: 35
Рейтинг сообщений: 517
Зарегистрирован: Вт дек 10, 2013 19:13:10
Сообщений: 2806
Рейтинг сообщения: 0

Встал на лапы

Видите ли, я всегда пишу только о том, что делал сам, и свои заключения делаю по результатам коллегиального прослушивания, трансформатор на выходе микросхемного усилителя всегда звучит гораздо лучше.
С автотрансформатора я начал эксперименты, здесь нужен именно трансформатор.
С магазинными тдашками не пробовал, не знаю есть ли там отбор по кривизне, а те что устанавливались в серийную аппаратуру никаких подмагничиваний не вызывали, железяки свободно разъединялись, и нагорячую заменялись другими сердечниками, с другими размерами и проницаемостью.
Сопротивление у транса по постоянному току почти 1,5 ома, витков много и каркас большой.
Вы о каких конденсаторах говорите ?
Сами пробовали что то подобное ?

Для эксперимента, подайте на вход любой ТДА два сигнала, 1000 герц и 10000 герц, послушайте, ткнитесь осциллографом, будете сильно разочарованы.
По этой причине Санио пришли к гибридным СТК, которые за счет разнесенного монтажа играют на порядок чище, а ламповый, у которого монтаж разнесен на десятки сантиметров, играет еще лучше там вообще нет взаимовлияния проводников и элементов.
А грязь вносимую в сигнал однокаменной ТДА, может отфильтровать только трансформатор, то есть полная гальваническая развязка.

Модератор

Встал на лапы

Страница 1 из 9

[ Сообщений: 167 ]

На страницу 1 , 2 , 3 , 4 , 5 . 9 След.

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 10

Источник