Как правильно выбрать и настроить силовой трансформатор для лампового усилителя. Какие диоды лучше использовать в выпрямителе. Нужен ли кенотрон в современной ламповой технике. Как устранить гул трансформатора.
Выбор и настройка силового трансформатора для лампового усилителя
Силовой трансформатор играет ключевую роль в работе лампового усилителя. От его характеристик зависит качество звучания и надежность устройства. Какие параметры важны при выборе трансформатора?
- Анодное напряжение после выпрямления и фильтрации должно быть не менее 310 В
- Ток нагрузки — 120-240 мА в зависимости от схемы (однотактная/двухтактная) и количества каналов
- Напряжение накала — 6,3 В
Для стерео усилителя на лампах 6П6С или 6П14П в двухтактном включении потребуется трансформатор с током вторичной обмотки 240 мА. Напряжение 300-320 В обеспечит низкий уровень искажений и хорошую динамику звучания.
При перемотке силового трансформатора рекомендуется делать отводы в конце вторичной обмотки — 50 и 100 витков. Это позволит точно подобрать анодное напряжение, которое зависит от сопротивления обмотки, нагрузки и параметров выпрямителя.
Выпрямительные диоды в ламповом усилителе: мифы и реальность
Существует мнение, что полупроводниковые диоды в выпрямителе лампового усилителя создают помехи и ухудшают звучание. Так ли это на самом деле?
Лабораторные исследования показывают, что современные кремниевые диоды не вносят заметных искажений в звуковой тракт. При правильном монтаже и фильтрации никаких импульсных помех в диапазоне до сотен кГц не наблюдается.
Поэтому с уверенностью можно применять кремниевые диоды в выпрямителях блоков питания ламповых УНЧ. Удобны диодные сборки серии КЦ — их можно устанавливать в любом месте схемы без негативного влияния на качество звука.
Нужен ли кенотрон в современном ламповом усилителе?
Кенотрон — это ламповый диод, который раньше применялся в выпрямителях. Сегодня его использование в бытовой аудиотехнике уже неактуально. Почему же некоторые аудиофилы продолжают «слышать» особое звучание кенотрона?
На самом деле, в ходе слепых тестов даже опытные слушатели не могут отличить звучание усилителя с кенотроном от схемы с обычными диодами. Миф о «медленном прогреве» кенотрона также не подтверждается измерениями — анодное напряжение начинает расти уже через 2-4 секунды после включения.
Использование кенотрона сегодня — это скорее дань винтажной эстетике, чем функциональная необходимость. Современные полупроводниковые выпрямители обеспечивают более стабильное питание и меньшие потери.
Оптимальные режимы работы ламп в усилителе
Для получения качественного звучания важно обеспечить правильные режимы работы ламп. Какие напряжения и токи рекомендуются для популярных выходных ламп?
- 6П3С: 250-350 В на аноде, ток 40-60 мА
- 6П14П: 300-320 В, ток около 55 мА на лампу
- 6П41С: 300-330 В, ток 70-80 мА
Анодное напряжение менее 300 В приводит к повышению искажений и ограничению динамического диапазона. При правильно выбранных режимах лампы работают надежно без перегрева анодов.
Особенности питания многоканальных усилителей
При разработке стереофонического усилителя возникает вопрос — использовать один общий силовой трансформатор или отдельные для каждого канала? Что лучше с точки зрения качества звука?
Применение одного трансформатора допустимо при выполнении нескольких условий:
- Достаточная мощность трансформатора для питания обоих каналов
- Раздельные выпрямители и фильтры для каждого канала
- Использование дросселей в цепи анодного питания каждого канала
При соблюдении этих требований разделение каналов может достигать 80-100 дБ, что значительно превышает возможности даже качественных виниловых проигрывателей (25-30 дБ).
Устранение гула силового трансформатора
Гудение трансформатора — распространенная проблема в ламповых усилителях. Как уменьшить этот неприятный эффект?
- Установка трансформатора на резиновые прокладки
- Использование пластиковых втулок для крепежных болтов
- Обработка сердечника трансформатора жидкой краской
- Тщательная стяжка пластин сердечника
- Подключение первичной обмотки на максимальное напряжение
Важно помнить, что разборка трансформатора может усилить его гудение. Поэтому лучше начать с внешних мер по виброизоляции, прежде чем прибегать к серьезной модификации.
Альтернативные решения для блока питания лампового усилителя
Использование стандартных силовых трансформаторов от старой аппаратуры (серии ТС) часто связано с проблемами шума и нестабильности. Какие есть более современные альтернативы?
- Специализированные тороидальные трансформаторы для аудиотехники
- Трансформаторы серий ТА, ТАН, ТН с низким током холостого хода
- Импульсные источники питания с высокочастотным преобразованием
Применение современных решений позволяет значительно улучшить характеристики блока питания без необходимости сложной доработки компонентов. Это особенно актуально для серьезных проектов, где важна надежность и стабильность работы усилителя.
Ламповые усилители, это неплохо. Добавим здравого смысла, часть5
Продолжение статьи по материалам электронной сети Интернет с размышлениями из «Записной книжки» Юрия Игнатенко, а также моими комментариями и поправками
Диоды выпрямительные
Ниже приведены картинки с результатми проведенной лабораторной работы. Эти результаты позволяют закрыть тему о помехах, якобы создаваемых диодами.
Как видно по картинкам, никаких помех нет. Нет импульсов, о которых страшно убедительно рассказывают на сайтах. Что дескать помеха простирается на сотни кГц вверх по диапазону от 50Гц. Если бы действительно диод создавал помеху, то радиоприёмники, трансиверы чувствительностью 0.5-1мкВ шумели бы и свистели. И приём был бы крайне затруднён. Поэтому с уверенностью применяйте кремниевые диоды в выпрямителях блоков питания для УНЧ. Весьма удобны диодные сборки КЦ, ставьте их где хотите и как хотите. Не влияет это на звук.
Кенотрон.
Вопрос. Подскажите, есть ли разница между кенотроном и диодами, кроме замедленной подачи питания на лампы и падения напряжения на кенотроне?
Ответ. Кенотрон — это отживший век. Но «аудиофилы» слышат, как он звучит. Они много чего слышат. Дело в том, что в ответе на этот вопрос есть маркетинговая составляющая. Для человека в убежденном заблуждении за отдельные деньги можно применить и кенотрон. Экзотика это дело вкуса. Кроме того, повышенное количество раскаленного стекла в техническом пректе часто вызывает положительные эмоции, особенно, когда это сделано со вкусом. Красиво и обогреваться от повышенного тепловыделения можно.
Суровая действительность такова, что я не слышу кенотроны, друзья мои не слышат. И устроив в тёмную прослушку «аудиофилам», я понял что не слышат и они. Не могли ни разу угадать ни конденсатор межкаскадный. Ни кабель акустический. Получен абсолютно точный результат, называемый: пальцем в небо. Не угадали когда с кенотроном, когда с диодами.
Вопрос.
Насколько, по вашему, реальна угроза, о которой пишут чуть ли не в каждой книжке, снижения надёжности лампы в случае резкой подачи анодного напряжения при холодных катодах, при каждом включении? Особенно актуально при рекомендуемом вами таком высоком (по моему мнению) анодном напряжении 340В? Хотя чуть ли не все серийные приёмники после 57-59 года уже шли с полупроводниковыми выпрямителями анодного напряжения? На угрозу подачи холодного анодного вроде как «забивали»?
Ответ. Правильно делали, всему своё время. Прогресс привел к созданию селеновых выпрямителей АВС80. АВС120ма. Потом были германиевые диоды и наконец кремниевые Д226Б. И работали старые приёмники и телевизоры с диодными мостами. Лампы грелись в них по 10 лет до черноты. Собственно не так страшен чёрт как его малюют. Ведь никто не измерял эффективность применения старой ламповой техники в лохматые доисторические времена и не считал сколько ламп в какие сроки вышло из сторя. Жили в те времена люди по-проще, жизнь человеческая ничего не стоила.
Все запасы по надежности обеспечивали ГОСТы и «Слава КПСС». Работа же современного лампового оборудования в предельных режимах требует от человека осторожности и внимания. Элементарное чувство ответственности за написанные строчки обязывает предупредить об опасности высокого напряжения каждого телезрителя. Если дело касается должностных лиц, то им очень легко подсесть на нары за аварию с пострадавшими или погибшими людьми. Думаю, что такой аругмент вразумит любого.
Если уж береч лампы, то можно поставить тумблер «анод». При этом контакты тумблера шунтируют резистором 100кОм. После включения накала потихоньку начнут заряжаться электролиты выпрямителя. Через минуту можно включать анодное напряжение. Кенотроны ставят аудиофилы, которые не музыку слушают, а выслушивают как звучит кенотрон. Параноику крайне важно знать, как звучит конденсатор или проводок нормализатор облучённый на ускорителе в Дубне пучком электронов высокой энергии. Слово угроза в этом контексте применять не стоит. А опасение выхода из строя лампы у разумного человека есть всегда.
Впрочем как и опасение остаться без глаз при взрыве лампового «железа». Помнить нужно, что жизнь и здоровье человека это бесценный дар именно для конкретного человека. Поэтому любую браваду и шапкозакидательство в ламповой технике с высокими напряжениями просто отправьте на помойку. А любой автор, который напишет обратное, просто замшелый идиот. Если вам приятно регулярно щелкать тумблером, зная, что 800 вольт приходит в это время на анод, то флаг вам в руки и адреналин в мозг. А если возраст, опыт или особенности психики вас предостерегают, то можно можно доверить эту задачу реле, работающему с выдержкой времени и жить комфортнее.
Вопрос. Так всё таки нужно ставить тумблер для включения питания «анод» или нет?
Ответ. Следует различать понты и здравый смысл. Поэтому задачу с тумблерами и задержками каждый решает самостоятельно. В старой ламповой технике не стояло никогда задержки по аноду и тумблеров анодных и работали телевизоры по 10-15 лет без замены ламп. Тумблеры «анод» стояли в военной аппаратуре связи.
Кенотрон и диодный мост работают одинаково. Миф это, что кенотрон прогревается дольше и подаёт анодное на лампы когда они уже прогреются. Кенотрон прогревается всего 2-4 секунды и уже подаёт напряжение. А выходные лампы 30секунд прогреваются и начинают брать ток. Ниже показаны картинки с самописца, где показаны измеренные переходные процессы в кенотронном выпрямителе.
Как видно, уже через 2 секунды, анодное напряжение начало расти. Какая тут задержка может быть? Нижняя шкала разбита на секунды от момента включения. Красная линия показывает рост напряжения после включения усилителя на первом электролите фильтра.
Силовой трансформатор
Силовой трансформатор можно применить от любого лампового приёмника или телевизора. При условии, что анодное напряжение и ток после дросселя под нагрузкой будет не менее 310 вольт и 120 — 240ма (120ма для стерео однотакта, 240ма для стерео двухтакта на выходных 6П6С, 6П3С, 6П14П). Если 240-260 вольт то искажения будут на увеличенной громкости. Так как мощность УНЧ всего 2 ватта получится и усилитель уходит в ограничение. Не будет динамики, прозрачности и глубины. Будет обычный звук как из радиоприёмника.
Когда анодное напряжение увеличите до 300-320 вольт всё нормально будет. Я вам уже писал 300 вольт на аноде не меньше (напряжение на аноде измеряется относительно катода). Питание 320-340 вольт.
Только тогда падает КНИ, растёт мощность. И ни в одной лампе ещё не раскалился анод. И ни одна лампа не вышла из строя. Меньше 300 вольт не использую. Вы начните хотя бы с не перемотанного ТС родного. Потом ТВК -110 можно поставить и повысить этим напряжение анодное до 300 вольт без перемотки ТС. Когда будете перематывать силовик, пару отводов в конце всегда делайте, 50 и 100витков. Что бы точнее анодное подобрать.
Никогда не угадаешь какое будет напряжение. Это зависит от сопротивления анодной обмотки, нагрузки, сопротивления дросселя. Двух полупериодный выпрямитель. 305 х 1,41= 425 вольт на первом конденсаторе без нагрузки. А что будет с нагрузкой на втором конденсаторе фильтра, узнаешь когда подключишь всё. Не трудно сделать отводы когда мотаешь. И тогда просто подбирать.
Вопрос. Хватит ли одного силового трансформатора от ТВ Рекорд-67 для двухтактной схемы на 6п14п на два канала?
Ответ. Нет не хватит. Он рассчитан на один однотактный УНЧ .Основной ток берут выходные лампы или лампа усилителя.
Предварительный каскад и лампы приёмного тракта потребляют незначительный ток. Поэтому 4 лампы выходных у которых общий ток потребления будет 180ма и + остальные лампы 10ма нужен выпрямитель на 200-220ма для двух каналов. Можете найти данные вторичной обмотки этого силового трансформатора и прикинуть. Диаметр провода, по простому считается 0,7 Х корень из I . Например Нужен ток 0,25 а. Корень кв. из 0,25 = 0,5 Умножаем на 0,7 = 0,35 провод должен быть в обмотке. Диаметр провода любой обмотки трансформатора можно определить по формуле: d = 0.8 х корень из I = d равно 0,8 умножить на корень из тока. (если транс большой можно брать 0,7 умножить на корень из тока). где I ― сила тока (A), проходящего через данную обмотку; d ― диаметр провода (по меди) в мм.
Вопрос. Достаточно ли одного силового трансформатора от Ригонда 102 на двухтактный стерео усилитель, ведь в радиоле было ещё несколько ламп, которые мы не используем?
Ответ. В приёмнике, УНЧ всегда потребляет наибольший ток из всех каскадов.
А в качественном УНЧ работающем в чистом классе А, ещё и увеличиваем рабочий ток выходных ламп. Поэтому считать, что тока вторички хватит — неверно. Рассчитан на заводе 1 трансформатор силовой на 1 канал, значит и ставить надо на один. На заводе считали впритык. Формула определения диаметра провода от потребляемого тока известна. 0,8 корень кв. из потребляемого тока. Ток потребляемый будет 110ма каждого усилителя. 0,22а два канала. С учётом преобразования переменного напряжения в постоянное (1,2) 0,265а ток обмотки. 0,53х0,8=0,46 диаметр вторички нужен для питания двух каналов от одного трансформатора. А мы имеем диаметр вторички всего 0,29мм, вот поэтому силовик от Ригонды 102 двухтактный стерео усилитель не потянет. Например, силовик от Симфония стерео имеет вторичку диаметром 0,44мм и сечение железа больше. Вот он потянет два канала двухтактных на 6П14П. Поэтому вам, для двухтактного стерео усилителя, потребуется два силовых трансформатора от Ригонда 102.
Вопрос. Можно ли применить один силовик на два канала, возможно ли проникновение сигнала из соседнего канала по цепям питания?
Ответ.
Один силовик можно применять. Если ёмкость электролитов достаточная и стоят два дросселя, по одному на канал, то разделение будет отличным и проникновения сигнала не будет. Вернее будет, но на уровне -80 -100dB, а это вам не -30dB как у Американских винтажных усилителей. Но в те времена и не стремились к хорошему разделению каналов, ведь самым лучшим носителем был винил и самая лучшая головка имеет всего — 25dB разделение каналов. А сейчас CD и Флаки имеют 60 — 90dB разделение каналов.
Вопрос. Как определить мощность ТС по сечению сердечника?
Ответ. По силовому трансформатору. Ориентировочно сечение сердечника в квадрате даёт мощность. 10см.кв. = 100вт. 8см.кв. =64вт. Или можно посмотреть в справочнике.
Вопрос. У меня две накальные обмотки. Каким образом лучше разделить накал — по каскадам или по каналам?
Ответ. Желательно выходные каскады от одной обмотки и один вывод на массу. Предварительные каскады питают от другой обмотки и делают виртуальную среднюю точку.
Два резистора одинаковых по 100-300 Ом припаивают к обмотке накала и соединение двух резисторов, на массу. Фона не будет.
Вопрос. Если все лампы усилителя подключить к одной накальной обмотке трансформатора (сечение провода позволяет) отразится ли это на качестве звучания?
Ответ. Нет не отразится. Только среднюю точку сделать двумя сопротивлениями по 100-300 Ом.
Вопрос. Можно ли использовать выпрямитель однополупериодный с удвоением напряжения?
Ответ. Если есть трансформатор с напряжением вторички 130-150 вольт и током обмотки 300-500ма можно делать такие выпрямители. Или лампа, допустим, у вас стоит на выходе Г807 или ГУ50 — они высоковольтные и транс ваш с 250 вольт можно включить по такой схеме и получить 600 вольт анодного напряжения.
Вопрос. На какой ток должна быть расчитана вторичка, если её подключить к выпрямителю с удвоением напряжения? Нужно 145 вольт переменки для двухтактного моноблока на 6П41С. Как здесь быть с проводом вторички? Ток через две 6П41С идет около 140-150мА.
сечение провода вторички силового транса выбирать исходя из расчета под 0,15 мА или под 0,3А? Я думаю что под 0,3. мотаю сейчас анодный транс проводом около 0,4мм.
Ответ. Я заказываю в ТОРы 145 вольт 0,4а; 25в 0,1а; 6,5в 0,8а ;6,5в 3,6а. Иногда применяю два ТС универсальных, один для моноблоков и двухтактов другой для однотактов.
Все усилители двухтакты на 6П41C делаю только моноблоками (ток ламп 70-80ма ) и никогда не применяю 6Н8С. Я уже писал, с 6Н8С и ОООС не получается достаточного усиления. А не введя ОООС не удается получить отличного баса и удара барабана. Размазанный звук будет.
Полные двухтактные стерео усилители делаю только на 6П3С и 6Н9С и ставлю эти ТС. Один ТС на 4 лампы 6П3С и две 6Н9С. Такой агрегат молотит целый день не перегреваясь. Для 6П3С при 250 вольтах 60 ма ток. При 300 вольтах 50ма при 330 — 350 вольтах 40-45ма.
Вопрос. Что делать, если накрытый кожухом силовой трансформатор гудит?
Ответ. До того момента пока не заостряешь своё внимание на гуле силового трансформатора, его как правило и не слышно.
Установив транс на железное шасси, присоединяют к нему резонатор, панель. Шасси усиливает гудение. Накрывая транс колпаком железным, так же увеличивают гудение. Видимо магнитное поле рассеяния взаимодействует с колпаком и вызывает дополнительные колебания стенок и крышки. Приходится обклеивать внутренности колпаков скотчем, что бы уменьшить вибрацию стенок. Можно применить автошумоизоляцию.
Вопрос. Как силовые трансформаторы сделать тихими? У меня два ТС-180 (от ч\б телевизора) — оба гудят.
Ответ. Есть некотрый опыт применения ТС180. Большинство из них обычно гудит. Можно показать рекомендации как это поправить. Нужно применить окунание железа в жидкую масляную краску на неделю. Внув из краски пластины стягивают струбцинами, по две струбцины на каждую подкову железа. Сушат на солнце неделю. По готовности, не снимая струбцин торцы зачищают, положив наждачную бумагу на стекло и поелозив торцами полчаса. Обмотки накала доматывают по три витка на каждой катушке. Затем вставляют две подковы в катушки.
Капнув клей на торцы быстро вставляют две других подковы и стягтвают транс родным креплением. По готовности включают в сеть, соединив первички последовательно на 240-250 вольт напряжения. Гудеть трансформатор перестанет. И ток ХХ уменьшается. Но это трудоемко и долгая канитель. Нужны оснастка, условия и вентиляция. Если проще, то можно переключить первичку ТС180 и ТС270 на 254 вольта. Тогда ток ХХ минимален и трансформатор не гудит. Накальные доматывают при этом по 3 витка, не разбирая трансформатора. Для уменьшения гудения трансформатора, его можно установить на шасси через резиновые прокладки, на болтики одеть хлорвиниловую втулку. Если трансформатор не гудит, то нет необходимости во втулках и прокладке. Если гудящий транс, то можно поставить его как на картинке ниже.
Вопрос. Домотал ТС 180, напряжения есть, не греется но очень сильно гудит. Уже и разбирал и подтягивал. До этого же не гудел и не сильно стянут был, т.е. гайки легко открутились. Подковы поставил также как и стояли.
Что делать?
Ответ. Обмотка в ТС 180 вторичка толстым проводом намотана и допускает делать выпрямитель с удвоением. 40+60+40 вольт = 140 вольт. С удвоением получите под нагрузкой 330 вольт анодного. И ещё для фиксированного смещения останется обмотка. 60+60+40 =160 вольт и с удвоением получите 360 — 380 вольт. Пока его не разбираете — он не гудит, вы сами писали об этом. Поэтому его разбирать низя. Используйте сетевую обсотку полностью. По два витка домотайте к накальным обмоткам, без разборки ТС и будет счастье.
Примечание. Для широкого круга читателей стоит добавить небольшой комментарий. Дело в том, что применение трансформаторов серии ТС это крайне бюджетный вариант построения источника питания для усилителя (практически для нищих). Людям, которые мало-мальски ценят собственное время следует поостеречься применять трасформаторы ТС. И качество их изготовления и виброшумовые характеристики и большое собственное рассеяние делают их практически непригодными для ламповых усилителей.
Самородкам приходится тратить колоссальные усилия для приведения ТС в порядок. А надо ли это? Столь же доступны другие стандартные трансформаторы, серий ТА, ТАН, ТН. Не тратьте время на перемотку. Используйте ПРОВЕРЕННЫЕ зеленые монолитные трансфораторы. В них широкий выбор обмоток с питающими напряжениями. Причем использовать следует именно трансформаторы, рассчитанные на 127/220 вольт. Включать трансформатор питания в сеть 220 вольт усилителя нужно на полное напряжение первичной обмотки, т.е. применять выводы 127 вольт для дополнительного снижения тока холостого хода. Кроме того, трансформаторы ТА, ТАН, ТН нужно тщательно отбирать по меньшему току холостого хода. Тогда проблемы статических наводок и фона в усилителе, при сооблюдении прочих рекомендаций будут сведены к минимуму. А обмоточная терапия годится для молодых людей, у которых впереди целая жизнь. Зрелым мужчинам на это время лучше не тратить. Особенно это касается построения блоков питания, для которых всё давно придумано. Еще лучше уйти от трансформаторов на 50Гц в блоке питания УМЗЧ и применить импульсный источник, для построения которого есть простые и эффективные схемотехнические решения.
