|
Методика комплексного расчета технических параметров выходного трансформатора для ламповых каскадов мощности.
Исходными данными для расчета выходного трансформатора являются следующие технические параметры:
1) сопротивление нагрузки Rн
2) наивыгоднейшее сопротивление нагрузки лампы оконечного каскада Rа;
3) внутреннее сопротивление лампы оконечного каскада с учетом обратной связи Riβ или просто Ri, если обратная связь отсутствует;
4) низшая рабочая частота fн;
5) мощность трансформатора Ртр.
В результате, проведенного расчета, требуется определить:
1) физические размеры сердечника;
2) числа витков и диаметры проводов обмоток.
Величины Rа, Ri и Ртр берутся из расчета оконечного каскада или из таблиц с набором характеристик соответствующей лампы, используемой выходном каскаде.
Расчет выходных трансформаторов для однотактных схем
1. Коэффициент трансформации
где Rн - сопротивление звуковой катушки громкоговорителя постоянному току (в Oм), Rа - наивыгоднейшее сопротивление нагрузки оконечной лампы (в Oм).
2. Активное сопротивление первичной обмотки трансформатора
3. Сопротивление эквивалентного генератора (в Oм)
где Riβ - внутреннее сопротивление оконечной лампы с учетом обратной связи, которое можно принять равным Ri/A, где A - коэффициент обратной связи. A=1+βK, где K - коэффициент усиления каскада, а β - коэффициент передачи, показывающий какая часть сигнала с выхода усилителя передаётся на вход, в качестве обратной связи.
4. Индуктивность первичной обмотки (в гн)
где fн - низшая рабочая частота (в Гц).
5. Для Ш-образных броневых сердечников, как штампованных так и ленточных, ориентировочные значения параметра (ScSок) можно найти по графику (рис. 1), на котором приведены зависимости произведения площади сечения сердечника Sc на площадь окна Sок от мощности трансформатора Ртр для различных режимов работы оконечного каскада. По найденному значению ScSок, пользуясь разделом справочных данных магнитных сердечников, по таблице 1, можно определить сердечник из наборных пластин, а данные по витым ленточным сердечникам можно найти в таблице 2. Более подробные размеры витых ленточных сердечников, находятся в разделе - Ленточные магнитопроводы.
Рис. 1a. График зависимости мощности выходного трансформатора от произведения площади сечения сердечника на площадь окна Ш-образного магнитопровода, для различных типов ламп и схемотехники при малых значениях мощности.
Рис. 1b. График зависимости мощности выходного трансформатора от произведения площади сечения сердечника на площадь окна Ш-образного магнитопровода, для различных типов ламп и схемотехники при больших значениях мощности.
6. Расчет предварительного числа витков первичной обмотки и величины немагнитного зазора производится по методике, приведенной в разделе сайта - Дроссели.
7. Определяется амплитуда напряжения на первичной обмотке трансформатора
8. Проверяется величина максимальной индукции Вм в сердечнике (в Гс)
Где:
Um1 - амплитуда напряжения на первичной обмотке (в В).
Если Вм > 7000 Гс, то число витков первичной обмотки следует определять по формуле
9. Число витков вторичной обмотки
10. Диаметры проводов обмоток (в мм). Для первичной обмотки диаметр рассчитывается по формуле:
Диаметр провода вторичных обмоток выходного трансформатора зависит от тока каждой вторичной обмотки и расчитывается по формуле:
Где: Iа0 - анодный ток оконечной лампы (в ма), I2 - ток во вторичной обмотке (в а).
11. Проверяется размещение обмоток по методике раздела – Трансформатор питания.
Расчет выходных трансформаторов для двухтактных (P-P) схем
1. Определяется коэффициент трансформации и индуктивность первичной обмотки так же, как и для однотактного трансформатора.
2. Выбирается тип пластин по рисунку 1 и таблице 1, определяется средняя длина магнитного пути lс (в см), площадь окна Soк (в см2) и рассчитывается сечение сердечника (в см2)
Где:
Р - мощность трансформатора (в вт).
По табл. 1 подбирается подходящий тип сердечника.
3. Число витков первичной обмотки
Где:
L1 индуктивность первичной обмотки (в Гн), μн - начальная магнитная проницаемость материала сердечника.
4. Амплитуда напряжения на первичной обмотке
Где:
Ra - сопротивление нагрузки между анодами ламп оконечного каскада.
5. Число витков первичной обмотки, исходя из допустимой индукции в сердечнике (Bmдоп <= 7000 Гс),
Из двух полученных пунктах 3 и 5 значений w1, выбирается и используется большее.
6. Число витков вторичной обмотки
Где n - коэффициент трансформации, который расчитывается для конкретного выходного каскада мощности с использованием конкретного типа выходных ламп:
Где:
Raa - сопротивление анодной нагрузки между анодами выходных ламп в (Ом);
Rн - сопротивление динамических воспроизводящих систем в (Ом), подключаемых ко вторичным обмоткам выходного трансформатора.
Расчет диаметров проводов производится также, как и для однотактного трансформатора. Проверка размещения обмоток производится обычным способом, как и для однотактного трансформатора.
Сердечники трансформаторов для двухтактных схем собираются без зазора, так как эти трансформаторы работают без подмагничивания постоянным током.
Расчет выходного трансформатора для двух нагрузок
Схемы двух вариантов исполнения выходных трансформаторов для двух нагрузок приведены на рисунке 2.
В схеме 2а нагрузки подключаются к отдельным обмоткам, в схеме 2б – к одной обмотке с автотрансформаторным отводом.
 
Рис. 2. Схемы двух вариантов исполнения выходных трансформаторов для двух нагрузок.
Коэффициенты трансформации определяются по формулам:
 
Где:
w1 - число витков первичной обмотки;
w21 - число витков первой вторичной обмотки;
w22 - число витков второй вторичной обмотки;
Ra - сопротивление анодной нагрузки выходного каскада;
Rн1 и Rн2 - сопротивления первой и второй нагрузок;
а - отношение мощности в первой вторичной нагрузке к мощности во второй вторичной нагрузке P1/P2 = a.
Если Rн1 / Rн2 = а, то нагрузки можно подключить к одной вторичной обмотке последовательно.
При этом коэффициент трансформации рассчитывается по следующей формуле:
Если Rн1 / Rн2 = 1/а, то нагрузки можно подключить к одной вторичной обмотке параллельно.
В этом случае коэффициент трансформации нужно рассчитывать по следующей формуле:
Трансформаторы
|
