Схема лампового УМЗЧ Джона Стюарта на лампах (30 Вт)
Принципиальная схема лампового усилителя мощности Джона Стюарта с выходной мощностью 30 Ватт. Идея схемотехники Краухарста в упрощенном виде показана на рис. 1.
Принципиальная схема
А Джон Стюарт, основываясь на схемных решениях, предложенных Норманом Краухарстом в конце 50-х годов прошлого столетия, разработал 30-ваттный ламповый УМЗЧ, схема которого показана на рис. 1.
Необычным является разделение нагрузки выходного двухтактного каскада на V1, V2 поровну между катодными и анодными цепями посредством двух одинаковых и хорошо согласованных трансформаторов Т2, ТЗ.
Рис. 1. Идея схемотехники Краухарста в упрощенном виде.
Первичные обмотки этих трансформаторов включены, соответственно, в катодные и анодные цепи ламп, а вторичные — запараллелены синфазно. На упрощенной схеме V1, V2 изображены триодами.
Но на самом деле — это пентоды или лучевые тетроды, вторые сетки которых питаются постояннным относительно общего провода напряжением.
Нетрудно убедиться, что при этом относительно катодов на вторые сетки оказывается приложенной половина переменного напряжения катод-анод. Т. е. обеспечивается т. н. «ультралинейный» режим с коэффициентом напряжения второй сетки р2=50%.
Этот режим, по сути, является местной чисто внутриламповой и потому безболезненной (в смысле только линеаризующей, т. е. без побочных эффектов) ООС.
Он обеспечен без специальных отводов первичной обмотки выходного трансформатора и с большим коэффициентом напряжения, чем классические р2=20—43%.
Режим ламп оказывается чуть ближе к триод-ному, чем к классическому «ультралинейному». А это благоприятно сказывается на коэффициенте демпфирования нагрузки (меньше выходное сопротивление без применения ООС).
Примечание. Назначение полумикрофарадных конденсаторов в этой схеме — устранение асимметрии на высших звуковых частотах, вызываемой паразитными индуктивностью рассеивания и распределенной емкостью обмоток Т2, ТЗ.
Полная схема усилителя
В полной схеме (рис.
2) резистор R28=6 Ом введен для компенсации разности сопротивлений половинок первичной обмотки трансформатора T1 Hammond 125E и тем самым предотвращения асимметрии режимов ламп VЗ, V4.
Рис. 2. Схема 30-ваттного лампового УМЗЧ Нормана Краухарста на 6SL7, 6LU8.
Кстати, в качестве последних использованы триод-лучевые тетроды 6LU8:
- тетродные части (S=9,3 мА/В, Ua макс=400 В, Ра макс=14 Вт) работают в выходном каскаде;
- триодные части (S=3,6 мА/В, Ua макс=400 В, Ра макс=2,5 Вт) — в питающих тетроды катодных повторителях.
Вторичные обмотки двух одинаковых выходных трансформаторов Т1, Т2 Hammond 125Е соединяются в соответствии с рис. 3.79 в зависимости от сопротивления нагрузки — верхний вариант для 4 Ом, нижний — для 8 Ом.
Входной каскад-фазоинвертор построен на двойном триоде V1а/Ь. В катоды этих ламп через R30, R31 непосредственно с катодов выходных тетродов подаются напряжения неглубокой ООС.
Примечание. А не с анодов, благодаря чему исключаются дополнительные разделительные конденсаторы.
Глубина этой ООС на ВЧ ослабляется цепочкой C10R34, компенсирующей завал АЧХ на высших звуковых частотах, обусловленный неидеальностью выходных трансформаторов.
Эта общая ООС не охватывает трансформаторы и поэтому свободна от лишних фазовых сдвигов. Этот факт благотворно сказывается на устойчивости к самовозбуждению и качестве звучания.
Конфигурация выходного каскада требует очень большого напряжения раскачки (200 В переменного напряжения на первичной обмотке Т1 — это примерно 250 В на управляющих сетках выходных тетродов).
Поэтому драйвер/усилитель напряжения на двойном триоде V2а/Ь выполнен по схеме с вольтодобавкой, которая обеспечена подключением резисторов анодной нагрузки R13, R14 к анодам выходных ламп противоположного плеча двухтактного выходного каскада.
Рис. 3. Варианты соединения вторичных обмоток в зависимости от сопротивления нагрузки: а — для 4 Ом; 6 — для 8 Ом
Блок питания
На рис. 4 изображена схема блока питания. Сетевой 200-ВА трансформатор — Hammond 274ВХ.
Положительное анодное напряжение +396 В сглаживается активным фильтром на полевых Ql, Q2 (оба размещены на небольших радиаторах).
Напряжение на вторых сетках выходных лучевых тетродов формируется из анодного питания +396 В посредством понижения 75-вольтовым стабилитроном Z8 (типа 1N5374B). Остальные стабилитроны: 100-вольтовые типа 1N5378B, 47-вольтовые 1N5368B.
Напряжение отрицательной полярности -144 В подается на катоды драйверов V2а/Ь и через регуляторы смещения Р4 и баланса смещения РЗ используется для формирования фиксированного смещения ламп выходного каскада.
Балансировку по постоянному току выполняют при налаживании, добиваясь триммером РЗ нулевого напряжения между контрольными точками ТР1, ТР2.
Рис. 4. Схема блока питания для лампового усилителя мощности звука.
Триммером Р4 устанавливают начальные токи ламп. Критерий установки — постоянное напряжение +5,1 В на катоде тетродной части VЗ относительно общего провода.
Триммером Р2 симметрируют по переменному току весь усилитель, минимизируя его коэффициент гармоник при подаче на вход синусоидального напряжения.
Максимальную выходную мощность 30 Вт усилитель развивает при входном напряжении 0,76 В, обеспечивая коэффициент гармоник не более 0,25% со следующим «раскладом» по гармоникам: 0,19%; 0,1%; 0,05%; 0,06% соответственно для 2-Й…5-Й гармоник.
Уровень интермодуляционных искажений, измеренный по методике SMPTE, не превышает -50 дБ. Выходное сопротивление усилителя 2,3 Ом, что для 8-омной нагрузки соответствует коэффициенту демпфирования 3,5.
Литература: Сухов Н. Е. — Лучшие конструкции УНЧ и сабвуферов своими руками
Однокаскадный ламповый УМЗЧ — RadioRadar
В статье описана конструкция однокаскадного лампового УМЗЧ небольшой мощности, используемого автором совместно с АС, построенной на основе широкополосных головок повышенной чувствительности. В усилителе применено параллельное включение двух пентодов 6П9, отличающихся высоким усилением. Это и позволило получить выходную мощность до 4 Вт при работе с источником сигнала, обеспечивающим напряжение сигнала до 1,5…2 В, т.
е. от любого проигрывателя компакт-дисков или смартфона.
Современный исторический период, с точки зрения технологии, можно отнести к цифровой эре. Цифровые технологии в фотографии, звукозаписи, телевидении, радиосвязи, навигации, в «умном доме» и пр. — реалии нашего времени. Наряду с компьютерными средствами связи и передачи информации, они предоставили возможности, о которых раньше нельзя было и мечтать. В определённом смысле можно говорить об охвате этой технологией всего нашего быта и производства.
В последнее время численность любителей хорошего звука стала увеличиваться за счёт поколения, рождённого в цифровую эру и не заставшего ни виниловых дисков, ни магнитофонов. В значительной мере этому способствует тот факт, что большую часть музыки современный человек прослушивает через головные телефоны с мультимедийного плейера или смартфона, а в стационарных условиях — через нехитрую акустическую систему телевизора или компьютера с простыми однокристальными УМЗЧ.
Тем не менее с претензией на лучшее звуковоспроизведение известный производитель компьютерного железа тайваньская компания AOpen в 2002 г.
выпустил материнскую плату AX4B-533 Tube со звуковым трактом на лампе и несколькими «аудиофильскими» конденсаторами MultiCap, резисторами Vishay и проводами Cardas. Причём лампу поставили нашу, российскую Sovtek 6922 (6Н23П). Затем была конструкция AOpen AX4GE Tube-G [1], с предварительным усилителем на трёх лампах и деталями попроще. И всё — эта инициатива подхвачена не была. В самом деле, чтобы повлиять на звуковоспроизведение кардинально, мало применить только буферный ламповый каскад, да и решение проблем теплового режима и режима питания лампы сразу увеличивает стоимость изделия.
Что же можно сделать в этом направлении? Ответ — применить полноценный ламповый усилитель. Каким требованиям должен соответствовать УМЗЧ? Безусловно, усилитель должен быть построен в соответствии с определёнными правилами, сложившимися в результате вековой практики лампового звуковоспроизведения, с учётом современных технологий. По возможности он должен быть несложным, иметь достаточную выходную мощность и хорошие параметры, разумные габариты и массу.
Вопрос теплового режима и энергопотребления тоже может оказаться актуальным. В общем, понятный набор требований, зачастую находящихся в противоречии друг с другом.
В отличие от транзисторной схемотехники, ламповая традиционна. Придумать что-то прорывное сложно. Первая мысль при взгляде на схему лампового УМЗЧ — как всё просто! Но секрет хорошего звука, как правило, не в каком-то необычном схемотехническом решении, а в тщательной проработке конструкции и правильном выборе используемых элементов.
Один из принципов ламповой схемотехники — звуковой тракт должен быть максимально коротким, а число каскадов усиления — минимально. Хотя на практике не всё так уж однозначно, тем не менее, при прочих равных условиях, два каскада усиления предпочтительнее, чем три. Малокас-кадность — одно из преимуществ ламповой схемотехники. От лампового каскада можно получить большой коэффициент усиления, при этом число каскадов усиления минимально. Отсюда и особая звуковая панорама: музыкальные инструменты и голоса расположены по всему акустическому пространству.
При прослушивании АС с «правильным» ламповым усилителем через некоторое время о громкоговорителях просто забываешь, их как бы нет, звук растворяется в пространстве, мозг перестаёт ассоциировать их с источником звука (конечно, при соответствующем качестве записи исходной фонограммы).
Итак, два каскада лучше, чем три. Тогда один лучше, чем два? Но может ли УМЗЧ иметь один каскад усиления? В середине прошлого векабыли устройства, в которых УМЗЧ построен всего на одной лампе — пентоде 6П9, например, в телевизорах «Рекорд-12», «Енисей». Применяли его и в любительских конструкциях усилителей.
Изначально эта лампа предназначалась для выходных каскадов широкополосных усилителей, в частности, в видеоусилителях телевизионных устройств [2]. Тем не менее любители лампового звучания успешно применяют эту лампу в звуковом тракте в предоконечном и выходном каскадах. Кроме того, лампа до сих пор доступна и недорога.
Пентод 6П9 имеет восьмиштырьковый (октальный) цоколь и металлический ударопрочный корпус.
Зарубежные аналоги — 6L10 и 6AG7. По основным параметрам (но, увы, не по звучанию) к 6П9 близка отечественная пальчиковая лампа 6П15П (причём мощность рассеяния на аноде — до 12 Вт).
Благодаря большой крутизне (10…11 мА/В) и высокому внутреннему сопротивлению (80…100 кОм) пентод 6П9 обладает усилением, достаточным для построения однокаскадного усилителя мощности! С одной лампы при входном напряжении 1,5 Вэфф можно получить выходную мощность до 2 Вт при коэффициенте гармоник около 4 %. Но проблема в том, что анодная нагрузка при этом должна быть примерно 10 кОм. Изготовление выходного трансформатора для такого случая — непростое дело. Но если использовать две лампы, включаемые параллельно, чувствительность усилителя не изменится, но эквивалентное сопротивление нагрузки уменьшится вдвое. Выходная мощность, естественно, в два раза больше. Изготавливать выходной трансформатор для эквивалентной нагрузки сопротивлением 5 кОм уже проще. Видимо, подобным образом рассуждал и автор конструкции [3]; приведённая там схема усилителя и была взята за основу.
Схема усилителя
Схема одного канала стереофонического усилителя с блоком питания представлена на рис. 1. Это однотактный усилитель мощности на двух пентодах, включённых параллельно, без ООС, с фиксированным смещением, обеспечивающим анодный ток каждой лампы 30 мА. Можно использовать и автоматическое смещение. Для этого в цепь катода каждой лампы следует включить резистор сопротивлением 68…100 Ом (подбирают для каждой лампы по анодному току) мощностью 0,5 Вт, зашунтированный оксидным конденсатором ёмкостью 500…1000 мкФ на номинальное напряжение 16 В. От качества этого конденсатора в значительной степени зависит звучание. Третью сетку при этом соединяют с катодом, туда же нужно присоединить и нижний по схеме вывод стабилитрона VD7.
Рис. 1. Схема канала стереофонического усилителя с блоком питания
Пентод 6П9 на выходе УМЗЧ — определённый вызов современным представлениям, в соответствии с которыми считается, что хорошее звучание можно получить, применяя только триоды либо пентоды и тетроды в триодном включении.
Действительно, триод более линеен и его внутреннее сопротивление меньше (соответственно меньше и индуктивность первичной обмотки выходного трансформатора). Но максимальная выходная мощность такого усилителя на 6П9 снижается, уменьшается и чувствительность. С другой стороны, существует немало сторонников пентодных усилителей, утверждающих, что музыкальные произведения определённых жанров лучше звучат именно с пентодными усилителями. Кроме того, главный козырь описываемого усилителя в том, что он однокаскадный, а перевод ламп в триодный режим потребует второго каскада усиления. И сложно сказать заведомо, что будет звучать лучше: двух- либо трёхкаскадный УМЗЧ на триоде или однокаскадный на пентоде [4].
Нужно отметить, что при параллельном включении ламп требуется их подбор. Ведь в таком усилителе лампы работают как бы «дуэтом». И результат во многом зависит от того, насколько хорошо они подобраны, сделать это самому несложно, имея возможность их выбора; 6П9 — лампа не дорогая.
Основное отличие схемы усилителя на рис.
1 от приведённой в [3] — это наличие стабилизатора напряжения для второй (экранирующей) сетки. Контрольное прослушивание показало, что введение стабилизатора заметно улучшило звучание. Дело в том, что линейность пентода очень сильно зависит от стабильности напряжения на второй сетке, а на больших амплитудах сигнала напряжение на второй сетке тоже начинает меняться. Конденсатор фильтра между сеткой и общим проводом не всегда справляется с таким явлением (на самых низких частотах).
В этой конструкции применён параметрический стабилизатор на шести стабилитронах КС524Г и одном КС512А на общее напряжение 150 В. Цепь стабилитронов зашунтирована конденсаторами МБГО ёмкостью 4 мкФ и оксидным ёмкостью 100 мкФ на 160 В (Jamicon).
Вместо цепи стабилитронов можно применить один КС650А. При этом для двух каналов необходимо подобрать два с нужным напряжением стабилизации и установить их на теплоотводы (рассеиваемая мощность — 1,5…2 Вт).
Стабильное напряжение для второй сетки можно обеспечить также с ламповым (на СГ13П) или транзисторным стабилизатором.
Резисторы R3, R4 в анодных цепях служат для контроля анодного тока при налаживании. Падение напряжения на них в милливольтах численно равно току анода в миллиамперах. После налаживания их можно исключить.
Выключатель питания SA1 включён последовательно с сетевой обмоткой трансформатора. Для увеличения срока службы ламп, с целью их защиты от подачи анодного напряжения в непрогре-том состоянии, непосредственно в цепь анодного напряжения установлен ещё один выключатель SA2.
Детали и узлы
Обычно для предотвращения возможных возбуждений на высоких частотах входной сигнал подаётся на управляющие сетки через «антизвонные» резисторы сопротивлением 1 …3 кОм. В данной конструкции в сеточной цепи отдано предпочтение применению дросселей. Сравнительное прослушивание усилителя с резисторами БЛП, а затем с дросселями ДМ2,4-20 индуктивностью 20 мкГн в сеточных цепях выявило некоторое преимущество дросселей. Подобные дроссели можно намотать и самостоятельно на ферритовых кольцах, число витков ориентировочно 10-15.
Вместо дросселя можно использовать ферритовые трубки диаметром 3 мм, которые надевают на сигнальный провод, идущий к лампе. Их можно найти на старых компьютерных платах или в импульсных блоках питания. Такая трубка может увеличивать индуктивность проводника (например, эмалированного обмоточного провода) до 10…20 мкГн.
В данной конструкции применён импортный переменный резистор R1 (спаренный). Лучше поставить сдвоенный переменный резистор ALPS RK27 стерео (Blue Velvet) японской фирмы ALPS Electric. Постоянные резисторы можно применить любые из серий С2-23, С2-29, ВС, БЛП.
Если в качестве источника сигнала для этого усилителя предполагается использовать исключительно компьютер, то в этом случае можно вообще обойтись без регулятора громкости на входе усилителя, регулируя уровень входного сигнала непосредственно с компьютера, реализовав так называемый «короткий тракт».
Особенностью усилителя является отсутствие межкаскадных разделительных конденсаторов. Здесь же есть лишь конденсатор во входной цепи — полиэтилентерефталатный К73-17.
В данной конструкции применены самодельные выходные трансформаторы (рис. 2) на броневом ленточном магнитопроводе из стали Э310, соответствующем типоразмеру ШЛ20х32, площадь сечения — 6,4 см2.
Рис. 2. Самодельные выходные трансформаторы
Он наиболее близок к трансформатору ОСМ1-0,063 промышленного производства. Для первичной обмотки использован обмоточный провод диаметром 0,23 мм, для вторичной — 1 мм. Для указанного на схеме режима работы сопротивление нагрузки, приведённое к первичной обмотке, немного более 4,8 кОм. Индуктивность первичной обмотки для расчётной граничной частоты fн = 40 Гц должна быть 19…20 Гн, что соответствует примерно 5000 витков. Коэффициент трансформации n = 31 для нагрузки сопротивлением 4 Ом и n = 22 — для 8 Ом. В одном слое катушки можно уложить до 180 витков первичной обмотки и до 40 витков вторичной обмотки. Таким образом, 5040 витков первичной обмотки можно намотать в 22 слоя, а 160 витков вторичной (для нагрузки 4 Ом) — в четыре слоя.
Добавив к ней ещё 69 витков, трансформатор можно использовать на нагрузку 8 Ом. Учитывая, что добавочная обмотка предназначена для нагрузки 8 Ом, её можно намотать более тонким проводом.
Для получения достаточной широкополосности усилителя обмотки выходного трансформатора должны быть оптимально секционированы. Секционирование уменьшает индуктивность рассеивания трансформатора, но чрезмерное секционирование приводит к росту межобмоточной ёмкости, а также к ограничению полосы пропускания в области высоких частот. Ёмкость можно снизить, увеличивая толщину межобмоточной изоляции, но при этом уменьшаются коэффициент заполнения и потокосцепление между обмотками. Триод обладает малым внутренним сопротивлением; для него основной проблемой является индуктивность рассеяния, поэтому первичную обмотку триода разбивают на 4-5 (а то и более) секций, между которыми укладывают секции вторичной обмотки, которые, обычно, соединяют параллельно. Внутреннее сопротивление пентода велико, влияние индуктивности рассеяния незначительно.
Основной проблемой для него является межобмоточная ёмкость, поэтому чрезмерное секционирование, наоборот, может ограничить полосу пропускания. В отличие от усилителей на триодах, трансформаторы пентодных усилителей не подвергают значительному секционированию. Во многих пентодных усилителях середины прошлого века вторичную обмотку просто укладывали между половинками первичной обмотки. По этой же причине, если анодное напряжение выходной лампы не превышает нескольких сотен вольт, в качестве межобмоточной изоляции лучше использовать бумагу, а не лавсан, фторопласт и иные синтетические материалы.
В данной конструкции применён следующий способ укладки: вначале уложено шесть слоёв первичной обмотки по 180 витков в слое (1080 витков), затем два слоя вторичной (80 витков), потом 11 слоёв первичной обмотки (1980 витков), ещё два слоя вторичной и остальные 11 слоёв первичной обмотки. Затем домотано 69 витков для обмотки на нагрузку 8 Ом. Между собой включают последовательно не только секции первичной обмотки, но и вторичной.
При таком секционировании вторичную обмотку удобнее наматывать отрезками провода относительно небольшой длины. Кроме того, секции вторичной обмотки невозможно сделать одинаковыми, наводимые в них ЭДС всегда немного отличаются. Последовательное соединение обмоток снимает эту проблему.
Каждую следующую секцию обмотки начинают наматывать с той стороны, где закончилась предыдущая. Таким образом, первичная обмотка содержит 5040 витков, вторичная — 160 + 69 витков. Намотку производят виток к витку. Межслойная изоляция — один слой обычной бумаги (например, из тетради), межобмоточная — два-три слоя. Ленты изоляции должны быть на 5 мм шире расстояния между щёчками. По их краям ножницами делают насечки для того, чтобы они легли между щёчками без складок. Это надёжно изолирует слои и секции друг от друга.
Для уменьшения влияния подмаг-ничивания постоянным током обмоток магнитопровод трансформатора собирают с зазором. С этой целью между его П-образными частями кладут вставки из бумаги толщиной 0,1 мм.
В зависимости от качества используемой в трансформаторе стали, окончательную толщину прокладки можно подобрать на финальном этапе налаживания усилителя по минимуму искажений и сохранению уровня сигнала на самых низких частотах, наблюдаемому на экране осциллографа.
Блок питания
Питание усилителя, в конечном счёте, определяет его энерговооружённость. Трансформатор питания достаточной мощности, мостовой полупроводниковый выпрямитель, дроссели в сглаживающем фильтре, конденсаторы фильтров — это всё, от чего напрямую зависит качество звука.
Самый простой вариант — применение готового унифицированного трансформатора. В данном случае оказался подходящим и был использован анодно-накальный ТАН43-220-50К. Помимо сетевой обмотки, он содержит четыре обмотки на напряжение 56 В и ток 150 мА, две обмотки на 12,6В (ток 150 мА) и две накальные обмотки 6,3 В (1,65 А). Для получения необходимого анодного напряжения обмотки по 56 В были включены последовательно (соединения обмоток показаны на схеме), а каждая накальная обмотка питает пару ламп одного канала.
Одна из оставшихся обмоток использована как источник отрицательного смещения на управляющие сетки ламп.
Кроме ТАН43, также подойдут ТАН28, ТАН29, ТАН42 и любой другой сетевой трансформатор с подходящими напряжениями обмоток и габаритной мощностью не менее 60 Вт. Резисторы R6- R9, традиционно включаемые параллельно нитям накала, образуют искусственную среднюю точку, уменьшая фон переменного тока. К одной из накальных обмоток через гасящий резистор R13 подключён светодиод индикации включения усилителя.
В анодном выпрямителе применены диоды MUR4100E, также можно использовать любые «быстрые» диоды на соответствующее напряжение. Из отечественных подойдут КД226В-КД226Е. В этом случае параллельно каждому диоду полезно подключить конденсатор ёмкостью 10 нФ на номинальное напряжение не менее 400 В. В выпрямителе смещения можно использовать любые выпрямительные диоды. Стабилитрон VD16 — любой на напряжение стабилизации 5…6 В, например КС156А.
Подстроечные резисторы R11, R12 — СП4-1 (СПО-0,15), подойдут очень удобные многооборотные СП5-2, СП5-3.
Постоянные резисторы — МЛТ, С2-23 или их аналоги. В анодном выпрямителе желательно использовать конденсаторы Jamicon или Samsung.
Дроссели L3, L4 в этой конструкции установлены готовые импортные на ток 80 мА, сопротивлением 180 Ом, вместо которых можно применить дроссели от старых ламповых телевизоров, например Др5-0.08.
В качестве выключателей применены спаренные микропереключатели МТД-3.
Конструкция усилителя
Усилитель собран на П-образном шасси размерами 335x150x50 мм. На верхней части шасси, прикрытой дюралюминиевой фальшпанелью, размещены трансформаторы и лампы. Сетевой трансформатор прикрыт стальным кожухом размерами 90x90x100 мм. Вокруг выходных трансформаторов, по углам, установлены стойки квадратного
сечения, к которым прикреплены дюралюминиевые пластины, прикрывающие выходные трансформаторы. Получившийся короб имеет внешние размеры 90x94x240 мм. По периметру шасси облицовано отделочным ламинированным уголком с внешними габаритами 50x174x352 мм (рис.
3). Облицовка — из дубовых или берёзовых дощечек, покрытая лаком, только прибавит изделию респектабельности.
Рис. 3. Внешний вид усилителя
В задней части корпуса расположены клеммы для подключения проводов кабелей к АС. На лицевой части шасси установлены регулятор громкости, выключатели анодного и сетевого напряжения, индикаторный светодиод. Лицевая часть также прикрыта дюралюминиевой фальшпанелью размерами 58×184 мм. Все металлические поверхности покрашены термопорошковым способом. Надписи нанесены методом лазерной гравировки и зачернены (рис. 4).
Рис. 4. Внешний вид усилителя
Разводка проводов и монтаж усилителя внутри шасси показаны на рис. 5.
Рис. 5. Разводка проводов и монтаж усилителя внутри шасси
Сборку усилителя начинают с установки ламповых панелей, сетевого и выходных трансформаторов, дросселей, плат блока питания и разводки накальных цепей, которые проведены толстыми (сечением 0,5 мм2) свитыми проводами.
Цепи накала максимально удалены от входных цепей усилителя. Все детали блока питания смонтированы на трёх печатных платах рис. 6 — рис. 8.
Рис. 6. Детали блока питания на печатной плате
Рис. 7. Детали блока питания на печатной плате
Рис. 8. Детали блока питания на печатной плате
Часть мелких деталей усилителя смонтирована навесным монтажом. Некоторые детали припаяны непосредственно к выводам ламповых панелей, а основная их часть смонтирована на лепестках монтажной платы.
В качестве общего провода использован лужёный медный провод, установленный на изоляционных стоиках между монтажной платой и ламповыми панелями. Шасси электрически соединено с общим проводом около входных разъёмов. Цепи от входных разъёмов к регулятору громкости и от регуляторов громкости к входу усилителя разведены экранированным проводом минимальной длины. Учитывая уровень входного сигнала, входные цепи можно развести и обычной витой парой. В этом случае провода пары используют как сигнальный и общий.
Налаживание усилителя
Налаживание усилителя заключается в установке и выравнивании тока покоя ламп. Контроль анодного тока осуществляется с помощью милливольтметра, по падению напряжения на резисторах R3 и R4 (примерно 30 мВ). При этом желательно осуществлять контроль формы выходного сигнала по осциллографу на эквиваленте нагрузки, на низкочастотном краю полосы ЗЧ и на частоте 1000 Гц, по максимальной линейности выходного сигнала, особенно на предельной мощности усилителя, подбирая более точно ток покоя небольшим изменением напряжения смещения подстроечными резисторами R11, R12.
Подбор ламп в пары можно осуществить непосредственно в усилителе. Для этого устанавливают все четыре лампы и на их управляющих сетках резисторами R11, R12 выставляют напряжение смещения равным -3 В и фиксируют их анодный ток. Лампы переставляют так, чтобы их токи в парах были наиболее близкими. Затем для одной пары ламп производится снятие зависимости их анодного тока, в интервале 10.
..50 мА с шагом 5…10 мА от напряжения смещения на их управляющей сетке. Результаты записывают в таблицы (IA = f(Uсм)). Полученные таблицы для всех имеющихся ламп позволят более точно подобрать лампы в пары в рабочем интервале их анодного тока. Естественно, все измерения необходимо проводить в отсутствии входного сигнала. Лампы предварительно следует прогреть не менее получаса.
После подбора ламп и окончательной установки их токов покоя можно осуществить более точно подбор толщины немагнитной прокладки в магнитопроводах выходных трансформаторов. При этом оптимальную толщину зазора определяют по визуальному контролю формы выходного сигнала на экране осциллографа как компромисс между амплитудой выходного сигнала и его формой на низкочастотном краю полосы. Однозначных рекомендаций здесь дать невозможно, всё зависит от качества трансформаторной стали, намотки трансформатора, его формы и размеров. С большим сечением магни-топровода, как правило, можно расширить область усиливаемых низких частот.
Об измеренных параметрах усилителя
Параметры усилителя по современным меркам могут показаться скромными. Номинальная выходная мощность — 3 Вт, максимальная — 4 Вт (при входном напряжении 2 В), по современным меркам совсем немного. Но это «ламповые» ватты! В силу плавного, мягкого ограничения амплитуды выходного сигнала в лампах, по сравнению с транзисторами, эта мощность эквивалентна десятку «транзисторных» ватт, по субъективному восприятию звука. Этот феномен хорошо знаком любителям «лампового» звука. Для комфортного прослушивания лампового усилителя в современных квартирах с «правильной» АС, как правило, достаточно 1…1,5 Вт.
Полоса рабочих частот по уровню -3 дБ равна 20…20000 Гц. На рис. 9 представлен спектральный состав выходного сигнала одного из каналов, при выходной мощности 1 Вт. На рис. 10 — то же при выходной мощности 3 Вт. Гармонические искажения — THD в англоязычной аббревиатуре, точнее коэффициент гармонических искажений, THD+N — то же плюс шумы усилителя, выраженные в процентах.
Полученные значения искажений (4 %) являются неплохим результатом для лампового усилителя.
Рис. 9. Спектральный состав выходного сигнала одного из каналов
Рис. 10. Спектральный состав выходного сигнала одного из каналов
Конечно, современные транзисторные усилители имеют более низкие искажения, но их формальное сравнение, без учёта спектрального состава сигнала, лишено всякого смысла.
В силу особенностей двухтактных схем современных транзисторных усилителей, в них подавлены чётные гармоники, что приводит к формальному снижению значения коэффициента гармоник. Но преобладание нечётных гармоник, особенно третьей при отсутствии второй, негативно влияет на субъективное восприятие звучания. Эксперименты показали, что более благоприятно на слух воспринимаются фонограммы, воспроизводимые усилителями, в спектре искажений которых гармоники плавно спадают по мере их номера, но их спектр должен быть коротким. В отличие от транзисторного, такое звучание не утомляет, обогащая звучание вокала и музыкальных инструментов.
Контрольные прослушивания оркестровых фонограмм показали, что усилитель обеспечивает хорошую панораму звучания, инструменты находятся каждый на своём месте, причём их звучание локализовано не только в горизонтальной плоскости, но и в глубину, и по высоте. Отсутствует какая-либо привязка звука к громкоговорителям. Конечно, всё это справедливо только при соответствующем качестве записи. Все огрехи фонограммы сразу становятся заметными.
Громкоговорители для пентодного УМЗЧ
Не пытайтесь использовать ламповый усилитель с напольными мощными АС «Jamo» или советскими S90. Это верный путь к дискредитации ламповых усилителей небольшой мощности. Эти многополосные АС рассчитаны для работы с транзисторными усилителями выходной мощностью до 50…100 Вт и малым выходным сопротивлением. Они малочувствительны (84…86 дБ/Вт/м) и имеют сложный частотно-зависимый импеданс. Ламповые усилители, а особенно пентодные, этого не любят.
Лучшим вариантом АС для пентодного УМЗЧ считается АС с одной широкополосной динамической головкой, имеющей характеристическую чувствительность 92.
..93 дБ/Вт/м. Такие головки могут быть установлены на акустической панели или в открытом корпусе. Например, головки Fostex FE206E, Fostex FE207E имеют достаточную чувствительность, и для них рекомендовано сложное акустическое оформление (как правило, с обратным рупором). Аналогичные головки Visaton BG 20/8, BG 17/8, имеющие пониженное значение полной добротности, рассчитаны, как правило, на оформление с фазоин-вертором. Кроме того, большинство таких современных динамических головок рассчитано на более высокую мощность, нежели может обеспечить описываемый УМЗЧ, поэтому их потенциал не будет полностью реализован. К таким изделиям можно отнести и широкополосные динамические головки Supravox.
Из отечественных изделий можно использовать старые динамические головки небольшой мощности. К ним относятся пользующиеся заслуженной популярностью у любителей лампового звука отечественные широкополосные головки 10ГДШ-1 (10ГД-36К), имеющие чувствительность 93 дБ/Вт/м, не требующие сложного акустического оформления.
Такую головку можно установить в открытый или закрытый корпус, а также на акустической панели достаточных размеров (шириной 40…50 см и высотой 80..120 см). Если их подвес повреждён, его можно заменить новым, который можно приобрести через рекламные предложения в Интернете.
Недорогим вариантом для АС являются и динамические головки 4ГД-35, которым многие отдают предпочтение при прослушивании гитары. В качестве ВЧ-звена к ним можно использовать высокочастотные головки 2ГД-36, включённые через конденсатор ёмкостью 2…3 мкФ.
На рубеже 60-70-х годов прошлого века Рижским радиозаводом имени А. С. Попова выпускались ламповые радиолы »Симфония», »Симфония-2», »Симфония-003». Применявшиеся там НЧ-головки 5ГД-3 RRR и 6ГД-2 RRR (»Симфония-003») до сих пор высоко ценятся и могут быть использованы при создании АС. Их ещё можно приобрести на интернет-аукционах.
Если ламповый усилитель предполагается использовать совместно с компьютером, а АС должна располагаться в непосредственной близости, то в этом случае громкоговорители должны иметь небольшие размеры.
Лучшим бюджетным вариантом в этом случае может стать применение динамических головок 3ГД-38, устанавливаемых в отечественных телевизорах. Достать их совсем не сложно, и в правильном акустическом оформлении они переиграют многие компьютерные АС.
Если в ваши планы не входит изготовление АС, то среди прочих хорошим вариантом может быть использование полочных громкоговорителей. Требования по чувствительности остаются прежними. С ламповым УМЗЧ можно использовать акустические системы 15АС-109, 25АС-101. В этом случае я бы рекомендовал исключить встроенные в них фильтры, присоединив ВЧ-головку к НЧ-головке через разделительный бумажный конденсатор ёмкостью 2…4 мкФ.
В заключение нелишне ещё раз подчеркнуть, что ламповые усилители с выходным каскадом на пентодах или лучевых тетродах звучат лучше с широкополосными головками. Высокое выходное сопротивление пентодно-тетродных УМЗЧ в этом случае уменьшает их интермодуляционные искажения. В области основного резонанса динамической головки необходимое демпфирование следует обеспечить повышением акустического сопротивления излучения.
Для этого можно рекомендовать обёртывание корзины НЧ-головки демпфирующим материалом (плотной тканью) или изготовлением ПАС при открытом акустическом оформлении.
Литература
1. AOpen AX4GE Tube-G. — URL: http:// www.techwarelabs.com/reviews/motherbo ard/ax4ge_tube-g/index_2.shtml (20.09.17).
2. Кацнельсон Б. В, Ларионов А. С. Отечественные приёмно-усилительные лампы и их зарубежные аналоги. Справочник. — М.: Энергоиздат, 1981.
3. Life in a vacuum: 6П9. — Вестник А.РА., 2000, № 6, с. 40, 41. URL: http://www. classicaudio.ru/articles/vara_v6.pdf (20.09.17).
4. Агеев С. Должен ли УМЗЧ иметь малое выходное сопротивление? — Радио, 1997, №4, с. 14-16. URL: http://www.автозвук. рф/articles/radio/ intermod.htm (20.09.17).
5. Торопкин М. В. Ламповый Hi-Fi усилитель своими руками. — Наука и техника, С.-Пб., 2006.
Автор: С. Гришин, г. Волжский Волгоградской обл.
Ламповый УМЗЧ с трансформаторами от телевизора
DIY » Статьи » Ламповые Усилители » Ламповый УМЗЧ с трансформаторами от телевизора
Поиск по Статьям и Справочникам
Найти:Ламповые Усилители
Комментарии
У радиолюбителей, пожелавших собрать ламповый УМЗЧ возникает проблема зачастую непреодолимая для начинающих, — необходимость изготовления выходного трансформатора.
Рис.2. Cхема лампового УМЗЧ с трансформаторами от телевизора
Сигнал поступает на вход через регулятор тембра высоких частот R1C1 и регулятор громкости R2. Триод лампы VL1.1 имеет разделенную нагрузку из резисторов R4+R5 и R6 с которых снимаются противоположные по фазе напряжения, необходимые для работы двухтактного каскада. Правый по схеме триод лампы VL1.2 используется в первом каскаде второго канала стереоусилителя. Пара триодов VL2 образует предусилитель для получения необходимой амплитуды сигналов для «раскачки» мощного каскада. Небольшая нелинейность усиления этого парафазного каскада успешно компенсируется по четным гармоникам при суммировании сигнала в выходном трансформаторе УМЗЧ.
Выходной каскад УМЗЧ работает в ультралинеином режиме: экранные сетки мощных пентодов подключены к отводам первичной обмотки выходного трансформатора для образования местной ООС. Эта обратная связь наряду с уменьшением нелинейных и частотных искажений снижает и выходное сопротивление каскада, улучшая демпфирование громкоговорителя.
Подстроечный резистор R20 в цепи катодов служит для выравнивания токов ламп VL3, VL4. Минимизация искажений достигается подстройкой баланса резистором R5 и подбором пар ламп.
Качество звуковоспроизведения с таким выходным трансформатором оценивается весьма хорошим как на средних, так и на высоких частотах. Автор испытывал широкополосность УМЗЧ сигналом прямоугольной формы. Характерный для ламповых усилителей завал фронтов импульсного сигнала наблюдался только на самых верхних (15…20 кГц) частотах и был незначителен, что говорит о хорошей частотной характеристике этого УМЗЧ.
Несколько слов о конструкции и налаживании усилителя. Он собран на панели из фольгированного стеклотекстолита толщинои 3 мм. Фольга используется только как экран и соединяется с общим проводом возле входа УМЗЧ. Монтаж усилителя навесной, на одноконтактных монтажных стойках. В отличие от печатного монтажа он часто позволяет получить меньшие паразитные емкости и снижает вероятность нежелательных емкостных связей между каскадами.
Монтажная схема не приводится; навесной монтаж проще, и любой радиолюбитель может разработать его сам в зависимости от имеющихся деталей.
В качестве монтажных стоек можно использовать кусочки фольгированного текстолита размерами до 10х10 мм, приклеенные к несущей панели, а в качестве общего провода и шины питания — полоски из этого материала. Провода накала ламп обязательно нужно перевить.
Лампы VL1 и VL2 желательно подобрать по минимуму уровня шумов, а лампы VL3 и VL4 должны быть близки по своим параметрам. Если взять новые лампы из одной партии, часто этого бывает достаточно и подбор пар не требуется. Разделительные конденсаторы С2 — низковольтные пленочные (не керамические), С5, С7, С8, С10 — с органическим диэлектриком например, бумажные К40У-9, полипропиленовые К78-2 либо полиэтилентерефтапатные К73-9 на рабочее напряжение не ниже 400 В. Оксидные конденсаторы — К50-32 или импортные (Jamicon и аналогичные). Резисторы — С2-23 или аналогичные. Резисторы и конденсаторы, стоящие в разных плечах УМЗЧ и выполняющие одинаковые функции, желательно подобрать попарно с разбросом не более 2 %.
В качестве сетевого трансформатора Т2 и дросселя L1 блока питания усилителя подходят соответствующие изделия практически от любого лампового телевизора.
Налаживание УМЗЧ сводится к проверке режимов ламп (см. таблицу) и балансировке оконечного каскада. Установив движок регулятора громкости в нижнем по схеме положении, между анодами ламп VL3 и VL4 включают вольтметр постоянного тока и подстройкой режима резистором R20 добиваются нулевого значения напряжения.
| Лампа | Uа, В | Uк, В |
| VL1 | +220 | +5 |
| VL2 | +145 | +1,2 |
| VL3, VL4 | +270 | +8 |
Затем к выходу УМЗЧ подключают нагрузку или ее эквивалент (мощный резистор сопротивлением 4 Ом) и осциллограф. Подав на вход сигнал частотой 1000 Гц от генератора 34, резистором R5 добиваются симметричного ограничения сигнала на выходе при небольшой перегрузке. Следует помнить, что без подключенной нагрузки подавать сигнал на вход усилителя нельзя.
Приветствую. Хочу поделится измерением АЧХ 6-ти штук динамиков 5ГДШ. При разработке акустической системы на двух 5ГДШ и одной 3 ГДВ-1, в запасе было шесть штук данных широкополосников, 4 из которых нужно было отобрать по максимально близкому звуковому давлению, сопротивлению и кривой АЧХ. Один интересный момент. Перед измерением я не смотрел на …
D.I.Y. — Do It Yourself — Сделай Сам
Аудио Портал © 2004-2020
Светильник умзч своими руками. Ламповый усилитель звука своими руками. Подборка схем для сборки
Итак, решил попробовать свои силы в ламповой технике.
Нашел нужные детали и собрал схему на лампах 6п14п и 6н23п, сначала просто на железке. На выходе получилось 5 ватт, звук громкий и чистый, ничего не звенит и не обрывается. Доволен таким УНЧ полностью. Он питается от трансформатора, который был взят от радиолы «Сириус». Задействована одна накальная обмотка на 6 вольт, и 250 вольт для питания анодов ламп. Хотя сейчас стало модно ставить в ламповые усилители так называемые «электронные трансформаторы», начинающим лампостроителям советую выбирать обычные на железе.
В качестве выпрямителя — диодный мост, а в качестве фильтров — 2 конденсатора от компьютерного блока питания, соединенные последовательно на 200 вольт 470 мкФ, в результате получается на выходе 315 вольт на конденсаторах. Все это дело соединено плюсом через резистор 2,7 кОм в разрыве питания. Напряжение питания анода примерно 250 вольт постоянного тока. Зашунтируем конденсаторы фильтра питания резистором на 200 кОм, чтобы было от чего их разряжать после выключения устройства из сети.
Блок питания выполнен в отдельном корпусе от старого лампового телевизора. Сам ламповый усилитель выполнен в корпусе от советской магнитолы, корпус у него толстый и подходит как раз по размеру.
Патроны для ламп можно подобрать из любой ламповой техники — все они стандартные. Делаем большое отверстие с помощью маленьких, просверленных по кругу. Зачищаем края круглым напильником.
Сделал колонку на основе бумажного динамика 5гд, с номинальной мощностью 5 ватт, само основание из доски, задняя часть из фанеры, а динамик на передней панели установлен на два листа прессованного картона.
Ножки для всех блоков я сделал, приклеив кусочки двустороннего скотча к корпусу, чтобы они не царапали поверхность стола. Видео сборки простого УНЧ на лампах смотрите ниже:
К входу припаивается металлическая вилка 3,5 мм, типа «мама». Проводник, который подключается к аудиовходу, должен быть хорошо экранирован.
Регулятор громкости я убрал, так как он только даёт лишний шум, а в самом источнике звука (в моём случае ДВД проигрыватель) гораздо удобнее регулировать его с пульта!
Не забудьте поставить резистор на 200-500 кОм на ввод на землю, а если будете делать регулятор, то используйте высокоомный, пробовал на 1 мОм и получилось лучшее с ним.
Возможно кому-то конструкция покажется не очень серьезной, но учтите, что это мой первый шаг в освоении ламповых УНЧ. Следующие усилители будут более впечатляющими. Товарищ был с вами. Красная луна.
Обсудить статью ПРОСТОЙ ЛАМПНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
Итак. Как я уже писал, около 3х месяцев пытаюсь найти лучшую схему и самый интересный ламповый усилитель по звуку. Цель сделать ламповый усилитель своими руками с наименьшими потерями, как в финансовом плане, так и в качестве звука. Перепробовал несколько ламп разного типа и производителей, первый мой усилитель в корпусе, собранный своими руками, это был 2-х ламповый усилитель 6п6с и 6н9с.
Лампа 6п6с (но правильнее собрать маршал 18 ватт на лампах типа 6п14п, 6п14п-ев, 6п43п и что насчет оригинальной EL84) Мне очень понравился звук самого лучшего варианта для гитары. 6н9с — двойной триод, поэтому в целях экономии места заменяем его на 6н2п более современного аналога. Поиграв месяц на однотактном усилителе, я все-таки понял, что нет. НЕ МАЛО! Мне нужно что-то большее и громкое. Прочитал десятки статей с форумов, понял по какому принципу они работают, попробовал сначала схему на 3х лампах и потом все таки вернулся к схеме Маршалл 18 Ватт 4х ламповая.
Схема Marshall 18 Watt
Схемы отличаются только темброблоками, я лично делал обе на низах, но выбор оставляю за вами.
(для просмотра в большем размере перейдите по ссылке на фото и выберите «в другом размере > оригинал»)
Представленные схемы — версии Lite
АТ общая схема как старая как мир, скажем так, классика музыкального звучания. Одна из самых распространенных схем известной фирмы.
У этого усилителя даже есть свой сайт с сотнями вариантов реплик. И так, начался процесс покупки и подбора запчастей. На тот момент у меня была пара ламп 6п6с и пара ламп 6н2п до покупки площадок. Потом я начал искать трансформаторы. Выходной трансформатор можно заказать в интернет-магазине у Ерасова, либо попробовать найти что-то подобное на развале. Трансформатор нашел на радиорынке в Царицыно. Я использовал ТПП 245-127/220-50, первичные обмотки как раз в тему
полупериодов от ламп, а вторичные 15-16 и 17-18, то есть 10+10 вольт
обмоток.
Для снижения шума сразу после диодного моста рекомендуется установить небольшой дроссель. Я использовал Д22, он хоть и маловат по току, но ничего фатального с ним не случилось. Светильники можно заказать либо в том же Ерасове, либо в интернет-магазине http://www.istok2.com/. Все сопутствующие детали либо покупаем там, где можно купить, либо собираем сами.
Далее делаем шасси. Шасси является основой, на которой выполняется вся установка.
Можно купить, что на самом деле около 100 долларов, а можно сделать из старого компьютерного корпуса. Именно так, как я это сделал. У старого корпуса АТ верхняя крышка и обе стенки представляют собой единый гнутый лист. Отмеряем сколько нужно и отпиливаем.
« » на Яндекс.Фотках
« » на Яндекс.Фотках
Плату блока питания я сделал на текстолите.
Не забывайте о токах! Чтоб свечения в 6,3 вольта хватило на все лампы. Пришлось купить отдельный трансформатор 4*6,3, чтобы запитать все 4 лампы. Также не забудьте зашунтировать 6,3 вольта на общий «-». Еще из рекомендаций по питанию, могу только сказать, что по возможности попробуйте разбить накал и 300в на разные тумблеры. Так как напряжение лучше подавать на теплую лампу.
на Яндекс.Фотках
Сначала поленился и паял практически как попало. Все совсем страшно, фонит гудит короче хаос. Так что лучше быть честным. Но на этом этапе рекомендуется определиться, где у вас что будет располагаться.
А для чисто практических рекомендаций могу посоветовать разместить лампы с противоположной стороны передней панели. И НЕ ВКОЕМ!!! случае не красить, если вы не уверены. приходится все разбирать и перекрашивать шасси!
Доску можно сделать из чего угодно, главное чтобы все было чисто и аккуратно. и с наименьшим расстоянием проводов, по которым идет сигнал. И просто постарайтесь сконцентрировать питание в одном месте и собрать все провода в один пучок.
Если мы все собрали и у нас все работает, то должно получиться примерно так.
(статья не закончена и будет добавляться, впереди покраска, сборка корпуса головы и корпуса, доводка и пробы!)
Опять же рекомендация, прежде чем сверлить отверстия хорошо подумайте или примерьте на коленке какая конфигурация у вас в итоге получится. Для крепления шасси к корпусу к боковым стенкам прикрутили 2 доски. Усилитель своими руками он фактически предполагает, что вы все сделаете и переделаете 150 раз, если изначально все не продумаете.
Теперь немного о проводке. Из моих рекомендаций… сразу после розеток поставить резистор на общий (-) 1МОм, закрепить прямо на ножках светильника, провод от розеток строго экранирован.
Провода накаливания 6,3 вольта должны быть сплетены в тугую косичку (витая пара).
Все общие провода (массу) сводим в одну точку, такая установка называется звездой. Провод берем от любого старого дросселя сечением 0,75, если найдёте, то изоляционный надо сделать из лакоткани, а в принцепе без проблем можно использовать любой кембрик.
Ну, как я уже говорил, нужно перекрашивать шасси.
В итоге оставил только мастер том, остальную мишуру просто выбросил.
Всем спасибо друзья за помощь и информацию. Даю еще несколько ссылок на статьи из . На http://rumapucm.ya.ru схема была полностью мною переработана и от так Света стала еще светлее.
Реально классный усилитель Маршал 18 ватт К сожалению оригинальную схему не собирал, а поменял выходные лампы на настоящие.
Что-то, что кардинально меняет звук все таки настоящую Маршал 18 усилитель считается 6п14п (ЭЛ84)
Думаю что когда нибудь поработаю над этим проектом и соберу себе маршала на елки 🙂
В статье вы узнаете как сделать ламповые усилители с своими руками из подручных материалов. Не секрет, что ламповый звук самый красивый, его поклонники будут во все времена, несмотря на то, что рынок пестрит большим количеством предложений малогабаритной аппаратуры на транзисторах и микросхемах. Внимательно изучите, что следует учитывать при сборке лампового усилителя.
Основная сложность — питание
Да, именно с питанием могут возникнуть проблемы, так как вам потребуется два значения переменного напряжения: 6,3 В для питания нитей накала и 150 В для анодов ламп . Самое первое, что вам нужно выяснить для себя, это мощность будущей конструкции. От этого зависит мощность трансформатора для блока питания. Обратите внимание, что трансформатор должен иметь три обмотки.
Без такой мощности невозможно сделать лампу
Помимо перечисленных выше вторичных, должна быть еще и сетевая (первичная). Он должен содержать столько витков, чтобы трансформатор работал нормально. И даже при значительной нагрузке (и скачках напряжения до 250 В) обмотка не должна перегреваться. Конечно, габариты блока питания будут немаленькими из-за больших размеров трансформатора.
Выпрямитель
Вам нужно будет сделать выпрямитель, чтобы получить на выходе не менее +150 вольт постоянного напряжения. Для этого нужно использовать мостовую схему подключения диодов. Диоды Д226 можно использовать в конструкции блока питания. Если нужно сделать высокую надежность, то используйте Д219(у них максимальный рабочий ток 10 ампер). Если вы делаете ламповые усилители своими руками, то соблюдайте правила техники безопасности.
Диодные сборки хорошо работают в блоках питания. Нужно только выбирать те, которые способны нормально функционировать при напряжении до 300 вольт.
Особое внимание уделите фильтрации выходного постоянного напряжения — установите 3-4 электролитических конденсатора, включенных параллельно. Емкость каждого должна быть не менее 50 мкФ, напряжение питания должно быть свыше 300 В.
Схема на лампы
Итак, теперь ближе к самой схеме. Если вы делаете ламповый усилитель для гитары своими руками, или для музицирования, вы должны понимать, что самое главное это безопасность и надежность. Наиболее распространенные схемы содержат один или два каскада предварительного усилителя и один оконечный усилитель. Предварительные построены на триодах. Так как есть лампы с двумя триодами в одном цоколе, можно сэкономить немного места при установке.
А теперь о том, из каких элементов состоят ламповые усилители. Своими руками вам придется собрать все в единую конструкцию. Для лампы в предварительном усилителе лучше всего использовать 6Н2П, 6Н23П, 6Н1П. Причем, несмотря на то, что все эти лампы являются аналогами друг друга, 6Н23П звучит намного приятнее.
Эту лампу можно найти в блоке ПТК (переключатель телевизионных каналов) старых черно-белых телевизоров типа Рекорд, Весна-308 и др.
Оконечный усилительный каскад
В качестве выходной лампы обычно применяют 6П14П, 6П3С, Г-807. Причем первый будет самым маленьким, а вот два последних весьма внушительных размеров. А у Г-807 анод полностью в верхней части цилиндра. Обратите внимание, что в ламповых УНЧ обязательно использование трансформатора для подключения акустики. Без такого согласующего трансформатора ламповый усилитель своими руками не сделать.
Трансформаторы ТВК, используемые в вертикальной развертке, прекрасно работают в качестве выходных трансформаторов. Его первичная обмотка включена между плюсом источника питания и анодом выходной лампы. Конденсатор подключен параллельно обмоткам. И очень важно правильно выбрать! Во-первых, она должна быть бумажной (типа МБМ). Во-вторых, его емкость должна быть не менее 3300 пФ. Не используйте электролитические или керамические.
Настройки и стереозвук
Сделать стереозвук будет очень просто. Достаточно просто сделать два одинаковых усилителя. Можно найти ламповый стереоусилитель в старой советской технике. Вы можете повторить конструкцию своими руками. Но нужно учитывать некоторые особенности:
- подключаются напрямую ко входу усилителя. который для него используется, нужно подобрать такой, чтобы на оси было два элемента в одном корпусе. Другими словами, чтобы при вращении ручки изменялось сопротивление сразу двух резисторов.
- Аналогичные требования применяются к регулятору частоты. Он включен в анодную цепь первого триода предварительного усилителя.
Корпус усилителя
Если вы делаете ламповый гитарный усилитель своими руками, то использование металлического корпуса имеет смысл. Ему не страшны удары и прочие мелкие потрясения. Но если вы делаете усилитель для использования дома, например, для подключения к плееру, компьютеру, то разумнее использовать деревянный корпус.
Но учтите, что силовой трансформатор желательно прикрепить к корпусу резиновыми прокладками. Они помогают уменьшить вибрацию.
Многое зависит от того, какой будет корпус лампового усилителя. Своими руками многие умельцы изготавливают корпуса из листового алюминия. Если на лампу воздействуют даже небольшие вибрации, ее сетка начнет колебаться. И эти колебания начнут усиливаться, и в результате получится гул в динамиках. Также нужно сделать общую шину, которая должна проходить возле всех светильников, входящих в конструкцию. Все провода, по которым идет сигнал, должны быть максимально экранированы – это позволит избавиться от разного рода помех.
Схемы на транзисторах
И еще одна интересная конструкция — лампово-транзисторные усилители. Сделать такие своими руками можно буквально за вечер. А вот светильники, как правило, изготавливаются подвесным способом. Он оказывается самым удобным и простым. А если используются транзисторы, необходимо использовать печатный монтаж.
Кроме того, для питания транзисторных каскадов потребуется напряжение 9 или 12 вольт. Причем транзисторы используются только для построения предварительного усилительного каскада. Иными словами, у вас останется только одна лампа — в выходном каскаде (или две, если мы говорим о стереоварианте).
Существует много споров о преимуществах и недостатках ламповых схем для усилителей низкой (звуковой) частоты. Есть же целые отдельные течения лампового звука, со своими гуру и адептами. «Только лампы, никаких полупроводников», «гибридные», «однотактные», «вентиляторы трансформаторов (межкаскадные)» и гибриды и подвиды. Речь идет о самодельных людях, которые в любом случае заслуживают уважения. Есть еще те, для кого одурачить ближнего — профессия. Там действительно плохо. Конечно, везде есть исключения.
Не будем сейчас касаться «богословия», а посмотрим, что нам удалось сделать из буквально пастбищного мусора.
Начать, пожалуй, стоит с того, что мы приехали в Пермский край искать себе жилье, в основном с самыми необходимыми вещами и радиодеталями среди них не оказалось.
К счастью, в городе был магазин по продаже радиодеталей, со своеобразным ассортиментом, впрочем, что нашлось, так это на счастье. Радиоэлементы, необходимые для лампового усилителя, несколько специфичны, если не считать самих ламп. Словом, пораскинув мозгами, дал объявление в местную газету о покупке лампового радиоприемника. Звонили много, давали несколько просто так, с условием «забери-из-гаража-сам». Было уже четыре штуки, потом родственники взбунтовались, да и настаивать было стыдно — мы тогда временно жили у родителей, а я с бабушкой в частном секторе. К счастью, у двух радиоприемников оказалось очень близкое внутренне — типичная схема усилителя НЧ 6П14, да и блок питания одинаковый. «У нашей Алены Игоревны такая типичная, типичная внешность».
Первой предательской мыслью, которую с трудом задушили подушкой, было просто взять и переложить эти усилительные платки в отдельную коробку и… и все. Но, во-первых, это было бы не слишком эстетично (А как же главная изюминка — лампы снаружи? Выпендрёж, конечно, но ведь красиво же).
Да, на печатных платах — ну нет. Словом, решено было отказаться от легкого пути, чай не в первый раз пахнет канифолью! Так что все как у людей… (поет себе под нос) все как у людей. Да, хм, ну я разложил вытащенные из магнитолы лампы на верстаке на тряпке, набросал схему, блок питания, чтобы все напряжения стабилизировались, вот и все. Выходные лампы 6П14, переключение триод-пентод, выходные трансформаторы типа ТВЗ 1-9, входной каскад 6Н2П, но согласование оставил на потом, после экспериментов.
Мы никогда не видели приличных ламповых керамических панелей в магазине, пришлось доставать.
Высокие боковые стенки, только частично для простоты. Во многом для удобства — не плохо защищает хрупкие и ломающиеся радиолампы, а учитывая предстоящую стройку в деревне, вообще не понятно, куда будет таскать аппарат. Опять же очень удобно настраивать и переделывать — перевернулся и стоит как вкопанная, да и лампы выдергивать не надо — паять, мерить, включать сколько угодно.
Радиатор сверху для стабилизаторов, высоковольтный и накаливания. Выпрямители для них в подвале шасси.
Кузов разобран, шпаклевка, шлифовка, пара слоев покраски.
Корпус в сборе белый.
Монтируются тумблеры включения (нагрев и анод замедленного действия), индикаторы мощности на неоновых лампочках, ламповых панелях, переключатели режимов выходного каскада — триод-пентод, переключатели обратной связи.
Выпрямители смонтированы в подвале, предохранитель на задней стенке в арматуре, все подключено, внимательно проверяем работу готового куска схемы прямо из сети. Лампы торчат для антуража.
Все работает, ура.
Очередь за силовым трансформатором. Этот, с того же радио. Мощности должно хватить. С магнитопровода был снят кожух, к нему припаяны четыре шпильки из длинных болтов М6. Для установки боком в как бы лежачем положении, чтобы все провода были в основании шасси. Проварил катушку в лаке, чтобы не гудела.
Высоковольтные выпрямители смонтированы и уже испытаны, их аж четыре — на каждый каскад двух каналов, свой. Каждый диод зашунтирован пленочной емкостью от коммутационных помех.
Здесь лежат электролитические конденсаторы, в том числе от стабилизаторов. Сами стабилизаторы будут сверху радиатора.
Подключены тумблеры включения и неоновые индикаторы. Видны сигнальные разъемы и экранированный кабель к первой ступени.
Планка, нет, не Пикатинни — Мазая. Контакт. Он будет крепиться на винты трансформатора внутри корпуса. На него удобно припаяны диоды накального выпрямителя всех ламп. Стабилизаторы, опять же снаружи на общем радиаторе.
Стабилизатор +5 вольт. С разъемом USB. Для удобства MP3-плеера. Чтоб не бегать в поисках зарядки или компа. Обычный 7805, в классическом включении — два электролитических, два керамических конденсатора. Питание от накального выпрямителя.
О, трансформатор на месте. Зарядка тоже. На крепления трансформатора набиваются контактные планки, к ним припаиваются три диодных моста с электролитами, включается зарядка для МП3-шника.
Шарф со стабилизаторами. Высоковольтный на дискретных элементах, три накальных стабилизатора посередине — на 7806, плюс, один-два (подхват) диода в общем выходе.
С другой стороны платы расположены силовые элементы.
И в перевернутом виде, чтобы прижать их спиной к радиатору. Плата также выполнена несколько оригинально — на манер SMD-элементов, чтобы со стороны радиатора не было ни дорожек, ни выводов. Еще высокое напряжение.
Вот путь.
Сверху ясно крышка, так что пальцы не лезут в высокое напряжение. Радиатор стандартный, игольчатый, крышка выполнена из кровельной оцинкованной стали 0,5мм.
Тестирование БП. Соединения между выпрямителем и стабилизатором на живую резьбу.
Самое сложное — поставить его на место и установить. Радиатор со стабилизаторами с другой стороны шасси. Все провода, собранные в четыре пучка, продеваются в отверстия и подводятся к выпрямителю. Пинцет, немного терпения и осторожности.
Дальше начинается основное веселье — посмотреть тестером, какой конец провода и подключить по двум схемам, чтобы ничего лишнего не торчало, и чтобы «и смотри, не перепутай… Кутузов». В противном случае салют может быть благородным, мы плавали, мы знаем.
Это сами каскады усиления, свое лицо, так сказать. Ну, как люди. Автоматическое смещение, межкаскадные конденсаторы типа фторопласта, будем любопытны.
Выходные трансформаторы.
По радиоприемникам видно, что они проварены в воске с парафином, сердечник зажат в тисках через полоску резинки горячим способом — чтобы немагнитный зазор в каждом слое железа был одинаковым и минимальным . При разборке и сборке не теряем полоску бумаги для немагнитного зазора.
И в импровизированном кожухе от консервной банки.
Залейте воском, или нейтральным герметиком, или эпоксидной смолой, если вы не возражаете.
Выходные трансформаторы на месте.
Слушаю в бабушкиной оранжерее, где места больше.
Что, мне нравится.
Акустика была акустического оформления-«закрытый корпус», играет хорошо, но чувствительности не хватает, приходится включать выходной каскад в основном пентодом.
Это с кожухом на радиаторе.
Поработав некоторое время, сгорел один из выходных трансформаторов, пришлось переделывать на другие.
Специально для конкурса от Ака Касьян и сайт сайт.
Еще раз поздравляю канал Ак Касьяна с днем рождения 🙂
В этой статье я хотел бы рассказать о ламповом звуке и своих поделках из ламповых радиоприёмников.
Мы живем в 21 веке и все мы знаем, что лампы вымирают и нигде кроме ламповых усилителей их не используют, но такую роскошь (имею в виду заводское производство) могут позволить себе только «элитные» люди. Но есть и такие замечательные люди, как радиолюбители, ну или любители лампового звука, ведь как говорится — «Стоит один раз услышать ламповый звук и потом уже не вытянешь», но только те, кто глубоко в их юность, когда они только появились, увлекалась этой тонкой работой.
транзисторы остались на стороне ламп, или, в наше время, полюбили ламповый звук. Но ведь до сих пор думают, что только люди старшего поколения увлекаются направлением ламповых усилителей, да и вообще радиотехникой. На самом деле это отнюдь не так, и в этой статье я постараюсь развеять это суждение. И так, пора представиться, я начинающий радиолюбитель, меня зовут Данил, мне 14 лет, я из города Воронежа. Обычно после того, как я говорю эту фразу, все сразу перестают воспринимать меня и мое хобби всерьез. Но нашлись люди, которые могли меня поддержать. Когда я снял свой первый ролик, его прокомментировал Ака Касьян, чему я был безмерно рад, радовался и поддержке Михаила. И тут я понял, что раз Ака ответил положительно, то нужно продолжать.
Дело было летом и я решил взяться за что-то посложнее для меня, и это был ламповый усилитель. Сначала я углубился в изучение теории лампового звука, много читал, смотрел видео и учился. Когда у меня уже были «базовые знания» я начал искать какой усилитель мне собрать, это заняло много времени, но я решил начать с простого однотактного усилителя на 3-х лампах (две 6П14П и 6Н2П).
Вроде как решил, что буду делать, но… Подробности найти было сложно, и тут я понял, что нужно найти старый ламповый телевизор. Его тоже долго не могли найти. Но после нескольких недель поисков я нашел телевизор, который идеально подходил для усилителя. Запись B312.
Когда сказали, что не работает ч/б запись, не жалко было убрать лампы. Снял лампы, конденсаторы (они были в хорошем состоянии), пару резисторов и три трансформатора — силовой, ТВК и ТВ-ЗШ (см. рис. 3.1, 3.2).
Купил недостающие элементы и снова возникла проблема. Для первого канала всего хватило, а вот для второго потребовалась еще пара трансов — ТВК и ТВ-ЗШ, где ТВК играл роль силового дросселя, а ТВ-ЗШ — выходного трансформатора. Что ж, с этой проблемой я справился и уже впал в крайность, купив трансформатор. А пока наступает второй месяц лета, да, я так долго искал. Ну а дальше надо было заняться корпусом усилителя, корпус БП я нашел от советской логики и решил проявить креатив, получилось конечно не очень, но думаю на первое время сойдет.
Этот кадр из БП послужил основой (см. рис. 1). Нижнее основание сделал из ламинатной доски, из нее же сделал верхнюю крышку, для боковин также сделал обшивку из ламината, но уже более легкого.
Теперь по сборке: Сзади установил силовой трансформатор, загородив его демпфером из железной крышки БП (получился своеобразный экран). Внутри установил диодный мост из ее 407 диодов, два анодных дросселя и звуковые преобразователи (см. рис. 4.1, 4.2). Далее была подогнана верхняя доска ламината к корпусу и снята фреска, в том числе и для панелей светильников с кондерами, которые я установил на эту плату (см. рис. 2). Теперь начал собирать и паять элементы, насыпал землю. К входу припаял экранированные советские провода. Накал, кстати, тоже из советских проводов (см. остальные картинки внизу статьи).
Силовые трансформаторы выпускались на стержневых сердечниках типа ПЛ, из стальной ленты Э-320, сечением 21х45 мм, и предназначались в основном для питания бытовых черно-белых телевизоров. Необходимо иметь в виду, что данные обмоток, приведенные здесь, могут отличаться на имеющихся у вас трансформаторах, в связи с изменением спецификаций, производителей, течением времени и другими условиями, и их следует брать только за основу. Если вам необходимо более точно определить число витков обмоток имеющегося у вас трансформатора, намотайте дополнительную обмотку с известным числом витков, измерьте на ней напряжение и по полученным данным рассчитайте свой трансформатор. Трансформаторы ТС-200, ТС-200-1. Начнем, пожалуй, с самых первых выпусков, трансформаторов ТС-200 и ТС-200-1. Рисунки 1, 2. Трансформаторы ТС-200, ТС-200-1. Для того, чтобы иметь полное представление об этих трансформаторах, привожу на рисунках 3 и 4 полностью участки цепей питания с трансформаторами ТС-200, ТС-200-1. Рисунки 3, 4. Схемы электропитания с трансформаторами ТС-200, ТС-200-1. Трансформатор силовой ТС-200-1 аналогичен и может быть заменен на трансформатор ТС-200. Но если используется дополнительная обмотка 1-13 трансформатора ТС-200-1, то обратная замена может не получиться. Силовые трансформаторы ТС-200, ТС-200-К, ТС-200-1М, ТС-200-2, ТС-200-2К Силовые трансформаторы этих типов более поздних выпусков, и они имеют уже привычный нам вид. Все их обмотки выполнены на двух катушках, размещенных на них симметрично, а их выводы пронумерованы и припаяны к контактным лепесткам на каркасах катушек. Рисунок 5 Таблица 1. Обмотки трансформаторов ТС-200.
Трансформатор силовой ТС-200-7. Трансформатор предназначен для питания полупроводниковой аппаратуры и работы от сети переменного тока частотой (50±0,5) Гц. Номинальная мощность трансформатора 180 Вт. Сетевое напряжение 220 вольт подключается к клеммам 1 — 1″ и устанавливается перемычка между клеммами 3 — 3″. Рисунок 6 Внешний вид и габаритные размеры трансформатора ТС-200-7. Рисунок 7 Электрическая схема трансформатора ТС-200-7. Таблица 2. Электрические параметры трансформатора ТС-200-7. |
Последовательное или параллельное соединение обмоток определяется принципиальной схемой телевизионных приемников и другой электронной аппаратуры.
, а также пробой изоляции между ними.
7.5 и 7.13.
7.10. Принципиальная схема трансформатора типа ТС-250 дана на рис. 7.16.
……3-9……6,3 ……0,6 
Отношение витков этих трансформаторов составляет примерно 3,2 витка на вольт.
В
2.007.0-75, по требованиям пожарной безопасности ГОСТ 27483-87 к обслуживаемому оборудованию. 
Трансформаторы для УМЗЧ
Одной из самых популярных конструкций радиолюбителей являются усилители мощности звука УМЗЧ . Для качественного прослушивания музыкальных программ в домашних условиях чаще всего используют достаточно мощные, 25.
..50Вт/канал, обычно стереоусилители.
Такая большая мощность вообще не нужна для того, чтобы получить очень большую громкость: усилитель, работающий на половинной мощности, позволяет добиться более чистого звука, искажений в этом режиме, и они есть даже у лучших УМЗЧ, они практически незаметны .
Собрать и настроить хороший мощный УМЗЧ достаточно сложно, но это утверждение верно, если усилитель собран из дискретных деталей — транзисторов, резисторов, конденсаторов, диодов, может быть даже операционных усилителей. Такую конструкцию может сделать достаточно квалифицированный радиолюбитель, который уже собрал не один-два усилителя, сожгнув на первых опытах не один килограмм мощных выходных транзисторов.
Современная схемотехника позволяет избежать таких материальных, а главное моральных затрат. Для сборки достаточно мощного и качественного УМЗЧ можно купить одну-две микросхемы, добавить к ним несколько пассивных частей, все это напаять на небольшую печатную плату, и, пожалуйста, перед вами УМЗЧ, который будет работать сразу после коммутации на.
Качество воспроизведения будет очень хорошим. Конечно, получить «ламповый» звук не получится, но многие фирменные, и, особенно, китайские усилители останутся позади. Ярким примером такого решения проблемы качественного звука можно считать микросхему TDA7294.
Двухполярное напряжение питания микросхемы имеет очень большой диапазон ±10…±40В, что позволяет получать от микросхемы мощность свыше 50Вт при нагрузке 4Ом. Если такая мощность не требуется, просто немного понизьте напряжение питания. Выходной каскад усилителя выполнен на полевых транзисторах, что обеспечивает хорошее качество звука.
Чип очень сложно вывести из строя. Выходной каскад имеет защиту от короткого замыкания, кроме того есть еще и термозащита. Микросхема, как усилитель, работает в классе АВ, КПД которого составляет 66%. Следовательно, для получения выходной мощности 50 Вт потребуется блок питания мощностью 50/0,66 = 75,757 Вт.
Собранный усилитель крепится на радиатор. Для уменьшения габаритов радиатора очень неплохо, что тепло от радиатора отводится вентилятором.
Для этих целей вполне подойдет небольшой компьютерный кулер, например, от видеокарты. Конструкция усилителя представлена на рис. 1.9.0003
Рисунок 1. Усилитель на микросхеме TDA7294
Следует отметить небольшую особенность микросхемы TDA7294. У всех таких мощных микросхем задняя металлическая спинка с отверстием для крепления к радиатору подключается к общему проводу схемы. Это позволяет закрепить микросхему на металлическом корпусе усилителя без изолирующей прокладки.
На микросхеме TDA7294 этот крепеж электрически соединен с минусовой клеммой источника питания, вывод 15. Поэтому изолирующая прокладка с теплопроводной пастой КПТ-8 просто необходима. Еще лучше, если микросхема будет установлена на радиатор вообще без прокладки, только с теплопроводной пастой, а сам радиатор будет изолирован от корпуса (общий провод) усилителя.
Рисунок 2. Типовая схема включения TDA7294
Об усилителях на микросхеме TDA7294 можно говорить очень много, и те несколько строк, которые были написаны выше, вовсе не претендуют на полноту информации.
Этот усилитель упоминается лишь для того, чтобы показать, какой мощности может понадобиться трансформатор, как определить его параметры, ведь статья называется «Трансформаторы для УМЗЧ».
Часто строительство начинается с создания прототипов, питание которых производится от лабораторного блока питания. Если схема оказалась удачной, то начинаются все остальные «столярные» работы: изготавливается корпус или используется подходящий от аналогичного промышленного устройства. На этом же этапе изготавливается блок питания и подбирается подходящий трансформатор.
Так какой трансформатор нужен?
Чуть выше было рассчитано, что блок питания должен быть не менее 75 Вт, и это только на один канал. Но где сейчас найти монофонический усилитель? Теперь это как минимум двухканальное устройство. Поэтому для стерео варианта необходим трансформатор мощностью не менее ста пятидесяти ватт. На самом деле это не так.
Такая большая мощность может потребоваться только при усилении синусоидального сигнала: просто подать синусоиду на вход и сидеть, слушать.
Но долго слушать монотонный заунывный гул вряд ли доставит удовольствие. Поэтому нормальные люди чаще слушают музыку или смотрят фильмы со звуком. Вот тут и сказывается разница между музыкальным сигналом и чистой синусоидой.
Реальный музыкальный сигнал представляет собой не синусоиду, а сочетание больших кратковременных пиков и длительных сигналов малой мощности, поэтому средняя мощность, потребляемая от источника питания, намного меньше.
Рис. 3. Фактическая звуковая мощность. Средние уровни (желтая линия) синусоидального и реального звуковых сигналов при одинаковых максимальных уровнях
Как рассчитать мощность УМЗЧ
Методика расчета мощности приведена в статье «Расчет мощности для усилитель мощности», который можно найти по ссылке,
В статье приведены соображения по выбору параметров блока питания, где также можно скачать программу для расчета блока питания с учетом особенностей воспроизводимых музыкальных программ. Программа работает без установки в систему, достаточно распаковать архив.
Результаты работы программы сохраняются в текстовом файле, который появляется в папке, где находится программа расчета. Скриншоты программы представлены на рисунках 4 и 5.
Рисунок 4. Ввод данных в программу расчета
Расчеты выполнены для блока питания, собранного по схеме, представленной на рисунке 5.
Рисунок 5. Блок питания УМЗЧ. Результаты расчета
Таким образом, для двухканального усилителя мощностью 50 Вт с нагрузкой 4 Ом требуется трансформатор мощностью 55 Вт. Вторичная обмотка со средней точкой с напряжениями 2*26,5В при токе нагрузки 1А. Из этих соображений и следует выбирать трансформатор для УМЗЧ.
Казалось бы, слабоват оказался трансформатор. Но, если внимательно прочитать упомянутую чуть выше статью, то все становится на свои места: автор достаточно убедительно рассказывает, какие критерии следует учитывать при расчете блока питания УМЗЧ.
Тут можно сразу задать встречный вопрос: «А если мощность подручного трансформатора будет больше расчетной?».
Да ничего страшного не произойдет, просто трансформатор будет работать вполсилы, не будет особо напрягаться и сильно греться. Естественно, выходные напряжения трансформатора должны быть такими же, как и расчетные.
Габаритная мощность трансформатора
Нетрудно заметить, что чем мощнее трансформатор, тем больше его размеры и вес. И это совсем не удивительно, ведь есть такое понятие, как габаритная мощность трансформатора. Другими словами, чем больше и тяжелее трансформатор, тем больше его мощность, тем больше мощность нагрузки, подключенной к вторичной обмотке.
Расчет габаритной мощности по формуле
Для определения габаритной мощности трансформатора достаточно простой линейкой измерить геометрические размеры сердечника, а затем с приемлемой точностью все рассчитать по упрощенной формула.
P = 1,3 * Sc * So,
где P — общая мощность, Sc = a * b — площадь ядра, So = c * h — площадь окна.
Возможные типы сердечников показаны на рисунке 5. Сердечники, собранные по схеме ГЛ, называются бронированными, а подводные сердечники — стержневыми.
Рисунок 6. Типы сердечников трансформатора
В учебниках по электротехнике формула расчета габаритной мощности офигенная, и намного длиннее. В упрощенной формуле приняты следующие условия, присущие большинству сетевых трансформаторов, просто некоторые усредненные значения.
Считается, что КПД трансформатора 0,9, частота сетевого напряжения 50 Гц, плотность тока в обмотках 3,5 А/мм2, магнитная индукция 1,2 Тл. 0,4, а коэффициент заполнения стали 0,9.. Все эти значения входят в «реальную» формулу расчета общей мощности. Как и любая другая упрощенная формула, эта формула может дать результат с погрешностью в пятьдесят процентов, такова расплата за упрощение расчета.
Тут достаточно вспомнить хотя бы КПД трансформатора: чем больше габаритная мощность, тем выше КПД. Так трансформаторы мощностью 10…20 Вт имеют КПД 0,8, а трансформаторы мощностью 100.
..300 Вт и выше имеют КПД 0,9.2…0,95. В тех же пределах могут изменяться и другие величины, входящие в состав «реальной» формулы.
Формула, конечно, довольно простая, но в справочниках есть таблицы, где «у нас уже все рассчитано». Так что не усложняйте себе жизнь, а пользуйтесь готовым продуктом.
Рисунок 7. Таблица для определения габаритной мощности трансформатора. Значения рассчитаны для 50Гц
Третья цифра в маркировке сердечника ПЛ указывает на параметр h — высота окна, как показано на рисунке 6.
Помимо габаритной мощности, в таблице есть еще такой важный параметр, как количество витков на вольт. Причем наблюдается такая закономерность: чем больше размер сердечника, тем меньше число витков на вольт. Для первичной обмотки этот номер указывается в предпоследнем столбце таблицы. В последнем столбце указано количество витков на вольт для вторичной обмотки, которое несколько больше, чем в первичной обмотке.
Это отличие связано с тем, что вторичная обмотка расположена дальше от сердечника (сердечника) трансформатора и находится в ослабленном магнитном поле, чем первичная обмотка.
Чтобы компенсировать это ослабление, необходимо несколько увеличить количество витков вторичных обмоток. Здесь вступает в действие некоторый эмпирический коэффициент: если при токе во вторичной обмотке 0,2…0,5 А количество витков умножить на коэффициент 1,02, то при токах 2…4 А коэффициент возрастает до 1.06.
Как определить число витков на вольт
Многие формулы в электротехнике являются эмпирическими, полученными методом многочисленных опытов, а также методом проб и ошибок. Одной из таких формул является формула расчета числа витков на 1 вольт в первичной обмотке трансформатора. Формула довольно проста:
ω = 44/S
тут вроде бы все ясно и просто: ω — искомое количество витков/вольт, S — площадь жилы в квадратных сантиметрах, а 44 — это, как некоторые авторы говорят, постоянный коэффициент.
Другие авторы подставляют в эту формулу «постоянный коэффициент» 40 или даже 50. Так кто прав, а кто нет?
Для ответа на этот вопрос формулу следует немного преобразовать, вместо «постоянный коэффициент» подставить букву, ну хоть К.
ω = K/S,
Тогда вместо постоянного коэффициента переменный получается, или, как говорят программисты, переменная. Эта переменная может принимать различные значения, естественно, до некоторой степени. Величина этой переменной зависит от конструкции сердечника и марки трансформаторной стали. Обычно переменная К находится в пределах 35…60. Меньшие значения этого коэффициента приводят к более жесткому режиму работы трансформатора, но облегчают намотку за счет меньшего количества витков.
Если трансформатор предназначен для работы в качественной аудиоаппаратуре, то К выбирают максимально высоким, обычно 60. Это поможет избавиться от помех с частотой сети, исходящих от силового трансформатора.
Теперь можно обратиться к таблице, представленной на рисунке 7. Имеется сердечник ШЛ32Х64 площадью 18,4 см2. В предпоследнем столбце таблицы указано число витков на вольт для первичной обмотки. Для железа ШЛ32Х64 составляет 1,8 витка/В. Чтобы узнать, какой величиной К руководствовались разработчики при расчете этого трансформатора, достаточно произвести простой расчет:
К = ω * S = 1,8 * 18,4 = 33,12
Такой маленький коэффициент говорит о том, что качество трансформаторного железа хорошее или просто стремились сэкономить медь.
Да, стол хороший. Если есть желание, время, сердечник и обмоточный провод, остается только закатать рукава и намотать нужный трансформатор. Еще лучше, если вы сможете купить подходящий трансформатор или достать его из собственных «стратегических» запасов.
Трансформаторы промышленные
Когда-то советская промышленность выпускала целую серию малогабаритных трансформаторов: ТА, ТАН, ТН и ТПП. Эти аббревиатуры расшифровываются как, анодный трансформатор, анодно-накальный, накальный и трансформатор для питания полупроводниковой аппаратуры. То есть трансформатор марки ТПП может оказаться наиболее подходящим для рассмотренного выше усилителя. Трансформаторы этой модели выпускаются мощностью 1,65…200Вт.
При номинальной мощности 55Вт вполне подойдет трансформатор ТПП-281-127/220-50 мощностью 72Вт. Из обозначения можно понять, что это трансформатор для питания полупроводниковой аппаратуры, заводской номер разработки 281, напряжение первичной обмотки 127/220В, частота сети 50Гц.
Последний параметр довольно важен, учитывая, что трансформаторы ТПП выпускаются и на частоту 400 Гц.
Рисунок 8. Параметры трансформатора ТПП-281-127/220-50
Первичный ток указан для напряжения 127/220В. В таблице ниже указаны напряжения и токи вторичных обмоток, а также выводы трансформатора, к которым припаяны эти обмотки. Схема всего многообразия трансформаторов ТПП одна: все те же обмотки, все те же номера выводов. Вот только напряжения и токи обмоток у всех моделей трансформаторов разные, что позволяет подобрать трансформатор на любой случай жизни.
На следующем рисунке показана электрическая схема трансформатора.
Рисунок 9. Электрическая схема трансформаторов ТПП
Для блока питания двухканального усилителя мощностью 50Вт, пример расчета которого был приведен чуть выше, необходим трансформатор мощностью 55Вт . Вторичная обмотка со средней точкой с напряжениями 2*26,5В при токе нагрузки 1А. Совершенно очевидно, что для получения таких напряжений необходимо будет соединить синфазные обмотки 10 и 20В, а синфазную обмотку 2,62В
10 + 20-2,62 = 27,38В,
что практически соответствует расчету.
Таких обмоток две, которые соединены последовательно в одну со средней точкой. Соединение обмоток показано на рис. 10.
точнее подобрать выходное напряжение.
Способ соединения вторичных обмоток
Обмотки 11-12 и 17-18 соединены по фазе — конец предыдущей обмотки, с началом следующей (начало обмоток указано точкой). В итоге получается одна обмотка с напряжением 30В, а по условиям задачи требуется 26,5. Для приближения к этому значению обмотки 19-20 подключаются к обмоткам 11-12 и 17-18 в противофазе. Это соединение показано синей линией, получается половина обмотки со средней точкой. Красной линией показано соединение другой половины обмотки, показанное на рисунке 5. Соединение точек 19а 21 образует середину обмотки.
Последовательные и параллельные обмотки
При последовательном соединении лучше всего, если допустимые токи обмоток равны, выходной ток для двух и более обмоток будет одинаковым. Если ток одной из обмоток меньше, это будет выходной ток получившейся обмотки.
Это рассуждение хорошо, когда есть принципиальная схема трансформатора: просто припаяйте перемычки и измерьте, что получилось. А если схемы нет? Об этом пойдет речь в следующей статье.
Допускается также параллельное соединение обмоток. Здесь требование такое: напряжение обмоток должно быть одинаковым, а соединение синфазным. В случае трансформатора ТПП-281-127/220-50 возможно подключение двух 10-вольтовых обмоток (выводы 11-12, 13-14), двух 20-вольтовых обмоток (выводы 15-16, 17- 18), две обмотки по 2,62В (выводы 19-20, 21-22). Получите три обмотки с токами 2,2А. Подключение первичной обмотки производится в соответствии с справочными данными трансформатора.
Вот как хорошо получается, если известны данные трансформатора. Одним из важных параметров трансформатора является его цена, которая в немалой степени зависит от фантазии и наглости продавца.
Рассмотренный в качестве примера трансформатор ТПП-281-127/220-50 у различных интернет-продавцов предлагается по цене 800.
