电子管输出变压器的秘密

电子管输出变压器的秘密

本文主要谈谈胆机输出变压器制作过程中容易被忽略的一些问题。

1．阻抗计算

有基础的发烧友都知道，变压器线圈一次侧与二次侧匝数比的平方等于阻抗比，即R1/R2=(n1/n2)2 ，但往往忽略了线圈的铜阻。设一次侧铜阻为r1，二次侧铜阻为r2，变压器由匝数比n把二次侧喇叭阻抗Rx反射回一次侧等效阻抗为R，并与铜阻相串联。输出总阻抗为Ro，则Ro=R+r1+Z2，式中Z2为二次侧铜阻通过变压比n反射回一次侧的等效二次侧铜阻，它等于r2n2，上式即变为Ro=R+r1+r2n2。一只合理布置线圈的变压器，即一次侧与二次侧线圈中电流密度相等的变压器，其一次侧铜阻r1应该等于二次侧铜阻通过电压比n反射回一次侧的铜阻Z2，即r1=Z2，故变压器总铜损r1+Z2=2r1。这样，前式又变为R =R+2r1或R=Ro-2r1，请记住该计算公式，您经常会使用它。

【例1】某音频输出变压器输出阻抗Ro=5kΩ，r1=350Ω，二次侧负荷为8Ω，求匝数比n。n=(R/Rr)1/2=[(Ro-2r1)/Rr]1/2=[(5000-700)/8]1/2=23.2

如果不考虑铜阻，其结果为n=25，制作出的变压器阻抗将不是5000Ω，而变成了5700Ω，误差由此产生。

输出变压器铁心中的磁感应强度很低，远低于电源变压器，铁损较小，故损失主要是铜损。变压器中有效阻抗R=n2R ，无效阻抗r1+Z2=2r1，有效阻抗R在总阻抗Ro中所占比例即为变压器的效率η，故η=(Ro-2r1)/Ro。在例1中η=(5000-700)/5000=86％。

2．用线直径

首先应考虑电流密度，一般不大于2.5A/mm2，考究的选2A/mm2。其次考虑变压器效率，即给直流电阻定出了不大于某值的指标。如Ro=5000Ω的变压器，如果η=90％，

2r1=10％，则2r1=500Ω，r1=250Ω。通常第一条要服从于第二条。计算时先测量每匝平均长度，乘以匝数，得一次侧线总长度。再查该规格线每米电阻，乘以总长度，即得一次侧直流电阻。若不合格，再选别的规格线径。当一次侧选线决定后，二次侧选线的标准如下：在一个有两侧线圈的变压器中，只有当两侧线圈中的电流密度相等时才是最合理用线。设一次侧线径为d1，二次侧线径为d2，匝数比为n，

根据变压器原理n=U1/U2=I2/I1，电流与电压成反比。而一次侧、二次侧电流密度相等同，导线截面积S与电流I成正比，故I2/I1 =S2/S1，面积比为直径比的平方，S2/S1= (d2/d1)2，连起来为

n=U1/U2=I2/I1=S2/S1=(d2/d1)2

故d2=d1·n1/2 ，请牢记此公式，只有按此公式算出的用线直径比，一次侧、二次侧电流密度才相等，用线也最合理。

【例2】某输出变压器一次侧用线为φ0.25mm，n=25:1。

二次侧用线直径为d2=d1*n1/2=0.25×251/2 =1.25mm

3．气隙计算

甲类单端输出变压器中有直流电流通过，为避免铁心磁饱和，将铁心由对插改为顺插，同时留有气隙。该气隙大小至关重要，太小则铁心易磁饱和，太大又使电感量不足。在变压器铁心中决定磁感应强度的因素是磁动势，也叫磁场强度，即H=I·n，单位为安·匝(A·T)，n为匝数，I为电流。在磁动势压力作用下，导磁材料中将产生磁感应强度，因此磁动势H 越大则铁心中磁感应强度也越高，大到一定程度，铁心导磁率μ迅速下降，铁心便磁饱和了。这时应加大气隙，控制磁感应强度。有气隙的变压器，其气隙宽度δ=I·n·r，式中r为不同导磁材料的实用系数。从前，在冶金技术落后的情况下r=1.8×10-4(cm/A·T)。而对于现在常用的质地优良的硅钢片，r=1×10-4(cm/A·T),气隙宽度与铁心大小无关。

【例3】某甲类单端输出变压器，一次侧线圈n1＝3000T，由300B推动，板流Ia=80mA,求气隙δ。

δ=I·n·r=0.08×3000×1×10-4=0.024cm=0.24mm

电感量的测试条件不同时所测得的数据也不相同，一般有以下几种：

1 初始电感

电感表测得的空载电感则为初始电感。这种数据只对无负载的频率校正网络有用，因为其条件与输出变压器工作条件相差甚远，所以用处不大。

2 交流电感

在变压器一次侧加载交流电压所测出的数据便为交流电感，但必须附加测试条件，如频率、电压。该办法测得的电感对推挽输出变压器有用，因其测试条件符合推挽输出变压器的实际工况。

3 加载直流工作电流后的电感

适合甲类单端机用的有气隙输出变压器、电源滤波抗流圈。该方法测试手段比较复杂，一般可用测得的交流电感数值的70％左右估作加载直流工作电流后的电感。

本文来自: 原文网址：/info/standard/0074782.html

DIY推挽输出变压器制作300B单端输出机

发布: 2009-6-16 11:14 | 作者: allegro_pcb | 查看: 376次

单端输出机胆味浓郁，音色靓，听感顺耳，倍受胆迷青睐。而单端机功率放大器的品质与输出变压器的性能有着非常密切的联系，单端输出变压器要克服直流磁化，铁芯要留有气隙，因此，单端输出变压器体积大，成本高，配对困难。

由于单端输出变压器至少要工作于20Hz-30kHz甚至更宽的音频范围内，因此，一方面要求电感量大些，以获得良好的低频响应，必须增大铁芯截面积；另一方面，要求漏感和分布电容尽可能小，以便得到良好的高频响应，而电感、漏感和分布电容又是同步增加或减少的。

为了解决这一矛盾，以获得良好的高低频响应，采用较大的铁芯截面积并采用分层分段交叉夹绕等方法进行绕制，以减小分布电容，保证高频响应。尽管如此，制作频响在15Hz~50kHz的单端输出变压器已属不易，而制作频响在10Hz-100kHz的推挽输出变压器，较同等功率单端输出变压器要容易得多，并且体积小．成本低，也容易配对。

为了进一步提高单瑞胆机的综合性能，增强对乐曲的表现力，使重放乐声更传神，音色更好，充分体现单端机优美的音色，又有较宽的频响，如采用推挽输出变压器作单端输出变压器制作胆机．则是不错的选择。下面就笔者试用推挽输出变压器制作的宽频响300B单端输出机，作一交流。

一、电路原理

本机电路如图所示，用音频专用五极管6B8P推动直热三极管300B作单端输出，300B屏极连接推挽输出变压器一端，而推挽输出变压器另一端，连接由6P3P组成的直流励磁电路，当300B屏流确定后，再调整6P3P屏流与300B屏流等值，由于两组线圈电流方向相反，产生的直流磁场相互抵消，因此单端直流磁化问题得到解决，从而解决了单端输出变压器必须留有磁隙，使输出变压器电感量减小的问题，实现了用推挽输出变压器制作单端输出机的夙愿。

目前，高性能推挽输出变压器的频响已达到10Hz-100kHz(-1dB)的范围，将其运用于单端输出机，扩大了传统单端输出变压器的频响范围，其音质音色十分舰丽，令人神往，特别耐听。尽管此法电耗增加，但换来的单端输出宽阔频响十分难得，弥足珍贵。

二、元件选择

电子管6B8P系音频专用二极／五极管，原用于交流收音机作检波和低频电压放大，使用时可将二极管两小屏接地，该管推动力强，胆味浓郁，空气感好。

300B国产品有曙光、桂光、天津全真等，整流管用南京5Z3P。电阻用大红袍，电解电容用国产天和牌电容器或闪光灯专用电解电容器CD17H等，这类电容电荷转换速率快，对乐曲的动态及力度表现俱佳，耦合电容选用频差传输特性均匀的银膜油浸电容或铜膜油浸电容，如VQ银膜油浸电容等，这类电容上机后，播放人声乐曲音色平衡，有如身临其境之感。

本机选用的推挽输出变压器系曙光牌50W 6P3P推挽输出变压器，铁芯截面积为30mmx50mm，单端输出阻抗(半臂)为3kΩ∶8Ω，频响为10Hz-100kHz(-1dB)。电源变压器功率在300VA左右，阻流圈为5H300mA。

三、组装调试

整机组装无误后，将6B8P阴极电流调节在2.6mA(阴极电压约2.6V)，300B阴极电流调节在62mA(阴极电压约68V)，随后再将6P3P屏流也调节在62mA，经过一段时间煲机后，复调一次工作点。