О расчетах выходных трансформаторов, статья. Портал "www.hifinews.ru"

У начинающих радиолюбителей – ламповиков часто возникают вопросы о правильности расчетов выходных трансформаторов.

---

О расчетах выходных трансформаторов

У начинающих радиолюбителей – ламповиков часто возникают вопросы о правильности расчетов выходных трансформаторов. Расчет по разным методикам (разных авторов) приводит к значительному разбросу параметров выходного транса. Разница в коэффициенте трансформации и количестве витков бывает в 2 и более раз. И это заводит в тупик.

При расчете трансформатора определитесь, что вы хотите получить.

Возьмем основные параметры усилителя:

P-Мощность.

Fн- нижняя воспроизводимая частота.

Fв- верхняя воспроизводимая частота.

Кг- коэффициент гармоник.

Кдемп- коэффициент демпфирования.

Все эти параметры зависят от выходного трансформатора (считаем схему неизменной и без ООС). Получение высоких значений некоторых параметров входит в противоречие с другими. Например, для получения большего значения Кдемп и уменьшения Кг приходится жертвовать мощностью. Получить рекордные показатели по всем параметрам, к сожалению не получится. Упрощенно вопрос сводится к выбору - либо мощность, либо качество.

Рассмотрим, от чего зависят параметры.

P(мощность) зависит от выбора коэффициента альфа (отношение сопротивления нагрузки к внутреннему сопротивлению лампы), чем он меньше, тем больше мощность. В некоторой степени от активного сопротивления обмоток. Чем сопротивление меньше, тем меньше потерь и больше мощность.

Fн(нижняя частота) зависит от индуктивности первичной обмотки, которая в свою очередь зависит от типа железа, его объема и количества витков. Для снижения fн увеличиваем индуктивность, следовательно объем(массу) железа и увеличиваем количество витков.

Fв(верхняя частота) зависит от типа железа, толщины пластин и способов намотки. Для повышения выбираем более тонкие пластины и секционируем обмотку.

Кг(коэффициент гармоник) зависит от выбора рабочей точки и сопротивления нагрузки. При увеличении сопротивления нагрузки Кг уменьшается, но уменьшается и мощность.

Кдемп(коэффициент демпфирования) равен альфа (если не учитывать активного сопротивления обмоток). Для его увеличения выбираем большее значение альфа, но это опять ведет к снижению мощности.

Можно подвести некоторый итог. Определитесь, что вы хотите получить? Максимальную мощность или высокое качество?

При расчете, прежде всего, нужно определится с величиной альфа и Fн. Для однотактных усилителей (согласно учебникам) рекомендуется величина альфа 2-4. Максимальная мощность получается при альфа равном 2. Максимальное качество при альфа равном 4 и более, но при этом снижается мощность. Некоторые конструкторы, например Ю.Макаров выбирает альфа равное 10-30. Улучшаются все качественные показатели, но при этом значительно снижается мощность.

Выбор за вами - мощность или качество?

Мой компромиссный вариант с переключением части первичной обмотки

Споры о правильности расчетов выходных трансформаторов не утихают. В принципе правы все. Каждый выбирает для себя компромиссный вариант. Что он больше хочет. Или низшую граничную частоту и хорошее демпфирование или большую мощность.

Люди мало знакомые с ламповыми усилителями хотят мощность побольше. Даже не слушая, заявляют, что 5 ватт это очень мало. Подавай хотя бы 20.

Уважаемый мною и, безусловно, опытный Ю.Макаров предлагает все по максимуму. Он считает, что лучше один ватт, но с низкой частотой и хорошим демпфированием. Около 0,5 гц внизу, 40-60 кгц вверху, 15-20 демп.фактор и т.п. По-своему он прав, но при этом теряется мощность.

Я предлагаю компромиссный вариант: использовать трансформаторы с 2-3 отводами в первичной обмотке. Можно даже на два положения по Цыкину и по Макарову. То есть переключатель: мощность – качество.

С максимальным количеством витков получаем большую индуктивность, следовательно, более низкую частоту, больший коэффициент демпфирования, (по Ю.Макарову) НО меньшую выходную мощность. С минимальным количеством витков все это теряем, но зато получаем бОльшую мощность. Вот такой вот регулятор громкости.

Это можно сделать и во вторичной обмотке. Что лучше для качества? А.И.Манаков предложил рассчитывать трансформатор с двумя значениями альфа 3 и 5, то есть Ra=3Ri и Ra=5Ri, с одним отводом от первички или вторички (см. схему выше).

Сергей Сергеев

Подготовлено по материалам портала "www.hifinews.ru", октябрь 2012 г. www.hifinews.ru