Выходной трансформатор — почти просто, но не дешево

Высококачественные выходные и другие трансформаторы

1. Выходные трансформаторы с площадью керна до 20 кв.см., только на винтажном немецком железе М102 и довоенном железе сименс EI 85Х70, с “фирменными хитростями”. Больше чем 20 кв.см.

   размеры не мотаю;

2. Межкаскадные трансформаторы, но только под лампы с внутренним сопротивлением до 3 кОм, для оамп типа АС2 и РЕН-904 и им подобные не мотаю;
3. Дроссели, к сожалению – или маленькие, 2-3 кв.см. или большие 20 кв.см., промежуточных размеров нет;
4. Силовые трансформаторы на немецком железе 16 и 18 кв.см.

   Два формата: Ш-образное железо (как силовики от 7001 и 8001) и М102. На корректоры, усилители мощности, апгрейды СД проигрывателей и ДАК-ов любые силовики. Пропитка пластин производится шеллаком, чтобы не гудели. На железе М-6 не мотаю, т.к. на нем трансформаторы не играют;

5. Послецаповые трансформаторы к К/Тр от 1/1 до 1/3 и 1/10.

   На винтажном американском пермаллое, старинными проводами, три секции – двухкатушечные;

6. МС трансформаторы с К/Тр – 1/10 или 1/20, только два таких стандарта. На американском винтажном пермаллое, старинными проводами. Три секции, двухкатушечные;
7. Тороидальные любых размеров и любого назначения;
8. 8.

   Винтажные силовики, выходные трансформаторы и дроссели от приемников Саба, Телефункен, РФТ, Саксенверк, Сименс – готовые или доработанные;

9. Дросселя “нулевики” 13 кв.см. на клангфилмовском железе для НЧ фильтров акустических систем. Индуктивность до 30 мгн, можно с отводами, омическое менее 0.15 ом, 3 мм воздушный зазор – просечка.

   Пара = 400 $;

10. Автотрансформаторы для АС и усилителей для наушников = 300 $ пара.

Сегодня у меня работает команда из трех человек.

И хотя сигнальные трансформаторы я по прежнему – мотаю сам, но заготовки, подготовку каркасов и железа, некоторые силовики и дроссели я доверяю надежным помощникам, соответственно и темпы работ ускоряются. Сложные выходные, после-ЦАП-овые, ММ/МС – изготавливаются медленно и долго, вручную, до месяца и более. Параллельно мотаются десятки трансформаторов, а руки у меня всего две.

Почему нужно заказывать трансфоматоры у меня

Винтажные небольшие выходные трансформаторы Саба, индуктивность от 5 до 30 Гн. Период производства – от конца 30-х до конца 60-х. Основная масса это 50-е годы. Под лампы ЕЛ-11, ЕЛ-12, ЕЛ-84 и ЕЛ-95 и другие.

Подбор в пары, проверка, гарантия. Отправка в любой регион, пересылку считаю отдельно. Цены от 30 до 80 $ за пару, в зависимости от редкости трансформаторов, их размеров и индуктивности. В наличии на сегодня около 200 шт (на фото далеко не все).

Покупая на Е-Бау, вы покупаете кота в мешке. Неизвестное состояние (обрывы, КЗ), неизвестные параметры, отсутствие гарантий. Покупая у меня, иногда чуть дороже, вы получаете максимально близкую по параметрам пару, доработку-домотку-перемотку в случае необходимости, гарантию, и недорогую доставку в любой регион. Данные трансформаторы можно применять в самых разнообразных устройствах:

• ДАК-и и их питание;
• Ламповые буферные каскады ДАК-ов (анодная нагрузка и питание);
• Предусилители корректоры (питание);
• Предусилители корректоры, в качестве дросселей коррекции в индуктивных корректорах (результат замечательный), межкаскадные трансформаторы в индуктивные корректоры, при соответствующей доработке;
• Саба один из ведущих немецких производителей, выпускавшая феноменально музыкальные изделия.

Тороидальные трансформаторы и силовой транс в LP корректор

На сегодня доступны следующие позиции тороидальных трансформаторов (это излишки и остатки от КЛОК-ов и ДАК-ов)

• Трансформаторы 40 вт под буфер на ЕЛ-84. 6вХ2а, 6вХ1а, 220-0-220, первичная обмотка 220 = 30 $ штука;
• Трансформатор 10 вт, 75 в, 6 в, 6 в – под ламповые клоки = 20 $ штука;
• Трансформатор 10 вт под миниатюрные ламповые клоки 12 в, 6 в, 6 в = 20 $ штука;
• Трансформаторы, две вторички 16-0-16Х1а для ДАК-ов, 40 вт = 25 $ штука.

Гарантия, бесплатная отправка замены в случае неисправности или других проблем. Контроль за звуковыми качествами материалов (материалы современные, но благозвучные). Если Вам нужны нестандартные напряжения и обмотки – пишите.

Очень удобный силовик под предусилитель корректор на черепашках = 160 $ включая пересылку куда угодно. Такая удобная комбинация обмоток встречается крайне редко, обычно старые трансформаторы – сплошное недоразумение.

• 4в Х 1А; 6,3в Х 0,3А; 6,3в Х 3А;
• Анодная с отводами: 280-260-240-0-240-260-280 Х 85 мА;
• Идеально для пары ЕФ12 + ЕЛ11 + АЗ11;
• Первичная обмотка 110 и 220 в;
• Размеры – железо М-85.

Винтажные трансформаторы для CD проигрывателей

Совершенно новые трансформаторы для замены силовиков в CD проигрывателях 1-3 поколений от Philips Cd-300, CD-303, CD-304, Revox 225, 226, Magnavox.

Силовые трансформаторы для этих целей мотаются на тех-же принципах, что и выходные для ламповых усилителей. Для всех обмоток применяется винтажный провод, железо собирается бутербродом из винтажных немецких пластин 30-50 годов типоразмера М-102.

Силовые трансформаторы имеют 3-х кратный запас по габаритной мощности, что дает огромную прибавку в звуке. Для подключения лампового задающего генератора (Клока) трансформатор имеет дополнительные обмотки.

В качестве эксперимента пробовал делать несколько таких трансформаторов на новом английском железе М-6 (купился на рекламу). Думал, что силовой трансформатор для CD плеера будет не так слышно, как межкаскадный или выходной у лампового усилителя.

Для силовика CD плеера по идее нужно иметь железо с более высокой магнитной проницаемостью и другими параметрами, чем у винтажного, чтобы габариты были поменьше, а надежность – побольше… Все это полная херня – товарищи коллеги. На современном железе получается стерильно мертвый Хай-Энд.

Все очень детально, но крайне скучно, без какого-либо намека на магию и целостность звука. И это несмотря на качественный обмоточный провод. У получившихся «Нью» маленький ток холостого хода, полное отсутствие нагрева и параметры – высший класс, а звука нет, от слова – вообще…

Винтаж и тут оказался на высоте, и железо от знаменитой марки Клангфилм – в частности.

Новая серия трансформаторов

1. Выходной трансформатор с площадью набора 18 кв.см на винтажном железе Клангфилм M-102.

   На сейчас имеется несколько пар с набором железа – микс разных годов;

2. Буферный трансформатор для RX-корректора виниловой головки;
3. Выходной трансформатор с частотным диапазоном 6 Гц – 70 кГц.

   Привожу осциллограмму меандра при нагрузке 8 Ом на частоте 1 кГц по уровню 0,7;

4. При желании выходной трансформатор на железе Телефункен без проблем можно превратить в RX-трансформатор корректора для винила.

Универсальные двухтактные трансформаторы

Трансформаторы симметричные, намотка с перегородкой, К/Тр около 20. Активное сопротивление каждой из 2-х половин обмотки 100 ом, дисбаланс сопротивления между половинами обмотки не более 0,1 Ом.

Вторичная обмотка выполнена проводом 20-х годов (Америка). На фото для сравнения рядом с этим трансформатором – штатный выходной трансформатор от усилителя Клангфилм-502.

Сопротивление его полуобмоток 50 + 50 Ом, зато индуктивность в 3 раза ниже, чем у моего.

После намотки проводил сравнение штатного трансформатора Клангфилм со своим. Сравнение проводилось на макете усилителя мощности с лампой EL-12 в триодном режиме. Штатный Клангфилмовский трансформатор выиграл в скорости и прозрачности высоких частот.

Клангфилм показал современный (несмотря на возраст) холодноватый звук с упором на скорость и мелкие детали, как и все изделия родом из 3-го Рейха, у него повышенная разборчивость речи.

Мои же трансформаторы (их было испытано 4 шт) показали более комфортный звук, из-за старинного провода с винтажной окраской 30-х годов.

Железо было набрано из 2-х разновидностей пластин Клангфилм разной толщины и с разной окраской звука. Три пластины одного вида, за ними – три пластины другого и так далее.

Такой принцип набора сердечника трансформатора дает более ровный и разнообразный звук. Для защиты от влаги трансформаторы были покрыты полиуретановым лаком.

Трансформаторы намотанные по новому принципу

Отличительная особенность этих трансформаторов – бутерброд из 5-7 сортов железа типа M-102.

Предварительно отбирая пластины немецкого железа и отслушивая их, я обратил внимание, что каждый сорт имеет свои характерные особенности звучания, а самый лучший – универсальный результат для разной музыки дает их микс.

К примеру – более новые пластины 70-х годов толщиной 0,35 мм дают чистые и ясные высокие частоты (магнитная проницаемость этого железа довольно высокая). Пластины железа чуть старше – 60 годов дают хорошую середину и мощный мид-бас.

Винтажное железо типа M-102 толщиной 0,5 мм от Telefunken  дает прекрасную музыкальность и основательность, но плохо передает высокие частоты (магнитная проницаемость у него намного ниже, чем у более нового). И только бутерброд наиболее универсален и «ровный».

Межкаскадные трансформаторы с керном площадью 18 кв.мм. намотаны по образцам NC-20 Tango. Для межслойной изоляции применена дореволюционная бумага. Чтобы улучшить ее звуковые свойства я пропитал ее своим лаком. Полоса рабочих частот межкаскадного трансформатора с лампой RX-25 в драйверном каскаде по уровню 0,7 достигает 10 Гц – 200 кГц.

Выходные трансформаторы лучше всего согласуются с лампами RX-25 и 2A3. Намотка выходных трансформаторов – традиционная 5-ти секционная, три первичные обмотки и между ними – две вторичные. Обмоточный провод – винтажный немецкий и американский 20-30 годов. Для набора применяется микс из 5-7 сортов винтажного железа, у меня его накопилось около 100 КГ.

Такой же принцип применяется для ММ/МС трансформаторов. Американский П-образный пермаллой золотой эры , микс из нескольких сортов пластин разных годов и разной толщины с разным содержанием никеля и разными звуковыми свойствами.

Коэффициент трансформации ММ/МС трансформатора 20 дБ, индуктивность первичной обмотки 0,7 Гн на частоте 1 кгц.

Современное & винтажное железо

Современное трансформаторное железо по сравнению с винтажным немецким м-102 60-70 х годов (по магнитным свойствам) – лучше, особенно ультра хай би.

По звуковым свойствам старое железо как правило музыкальнее, но в полной мере эти свойства можно реализовать только в бутерброде, потому что по отдельности все виды старого железа имеют выраженную индивидуальную окраску, современное по звуку – более нейтральное.

Ультра хай би звучит лучше других образцов современного. Благородно, ясно, ровно, полнокровно, может быть немного более “прилизанно”, чем хорошее старое железо, слишком гладко, но это можно компенсировать выбором обмоточного провода.

Лучшее железо из винтажного, это тонкое (0.3) железо Сименс, которое делали для выходных трансформаторов в 30-е годы. Оно покрыто чёрной краской с одной стороны.

Формат ei-84 относительно доступен, а вот м-102 такого вида найти практически нереально.

Пока обломки усилителей Клангфилм стоили недорого и регулярно продавались на аукционах, этого железа с трудом, но можно было набрать на пару выходников, сейчас – нет.

Ссылки по теме

Источник: http://aovox.com/creativework/604

Выходной трансформатор — почти просто, но не дешево

Вокруг выходных трансформаторов для ламповых усилителей в последние годы создан некий ореол мистики и таинственности, знания, доступного лишь избранным.

Отчасти так и есть, однако… Методики инженерного расчета трансформаторов были разработаны более полувека назад и за эти годы претерпели несущественные изменения лишь в части использования новых магнитных материалов более высокого качества [1].

Основные же принципы и расчетные соотношения остались прежними. Законы физики не изменяются за полста лет…

Расчёт параметров выходного трансформатора

Исходные данные для расчета трансформатора определяются в процессе расчета оконечного каскада усилителя. Ими являются — выходная мощность, приведенное сопротивление нагрузки в цепи анода, индуктивность первичной обмотки и индуктивность рассеяния трансформатора [2].

Определение необходимых размеров магнитопровода

Первоначально надо определить требуемый габарит магнитопровода. Пригодность имеющегося железа можно ориентировочно оценить по условию:

где Vc — активный объем стали;

L1 — расчетная индуктивность первичной обмотки, Гн;

UA — амплитуда напряжения на зажимах первичной обмотки, В;

FH — нижняя граничная частота, Гц;

Bmax — максимальная амплитуда магнитной индукции, Гс.

S — площадь сечения магнитопровода, см2;

lC — средняя длина магнитной силовой линии, см.

Для броневого магнитопровода средняя длина магнитной силовой линии рассчитывается, как:

А для стержневого:

где обозначения соответствуют принятым на Рис. 1.

Рис. 1 Основные размеры магнитопроводов

При оценке габаритов магнитопровода величину Вmax следует ориентировочно принять равной 7000 — 8000 Гс для пластинчатых и 10000 Гc для витых разрезных наборов железа.

Экспериментальное определени индукции трансформатора

Для дальнейших расчетов максимальное значение индукции Вmax желательно определить экспериментально на выбранном железе. С этой целью на каркас трансформатора наматывается пробная обмотка в 100 витков и включается в схему по Рис. 2.

Магнитопровод при этом должен быть собран без зазора. Плавно увеличивая напряжение на обмотке с помощью ЛАТРа, наблюдают форму тока через нее.

В момент появления заметных на глаз искажений формы синусоиды фиксируют напряжение на обмотке (показания прибора V1).

Рис. 2 Схема для измерения максимальной индукции в магнитопроводе

Затем допустимое значение индукции рассчитывают по формуле:

где U1 — показания прибора, В;

S — площадь сечения магнитопровода, см2 (чистого железа).

Определение коэффициента трансформации

Расчет конструктивных данных начинают с определения коэффициента трансформации, который, при заданной величине сопротивления нагрузки усилителя, обеспечит расчетную величину анодной нагрузки выходной лампы.

где n — коэффициент трансформации;

N1 — число витков первичной обмотки;

N2 — число витков вторичной обмотки;

RA — расчетная величина сопротивления анодной нагрузки лампы, Ом;

RH — сопротивление нагрузки усилителя, Ом;

К — КПД трансформатора.

Величина КПД однотактных трансформаторов на мощности 5 — 30 Вт обычно лежит в пределах 0,8 — 0,9. За значение сопротивления нагрузки усилителя желательно принять величину, равную:

где Rном — номинальное сопротивление акустической системы;

Rmin — минимальное сопротивление акустической системы в рабочем диапазоне частот.

Такая величина является компромиссной с точки зрения обеспечения как расчетного сопротивления анодной нагрузки лампы в номинальных условиях с одной стороны, так и коэффициента демпфирования с другой.

Расчёт числа витков первичной обмотки

Число витков первичной обмотки вычисляется из условия непревышения максимально допустимого значения индукции в магнитопроводе:

где U1M — максимальная амплитуда напряжения на зажимах первичной обмотки, В;

ВМП — максимально допустимая амплитуда переменной составляющей индукции, Гс.

где ВM — изморенное ранее значение максимальной индукции, Гс.

Опыт расчета и изготовления значительного количества разнообразных трансформаторов (как выходных, так и межкаскадных) позволяет сделать вывод, что значение ВМП не должно превышать 3500 — 4000 Гс для пластинчатых магнитопроводов (шихтованных) и 5000 Гс для витых разрезных (ленточных).

Следует отметить, что витые сердечники, несмотря на более высокие качественные параметры в силовых трансформаторах, несколько уступают пластинчатым для применения в выходных.

Это явление объясняется тем, что магнитный поток концентрируется во внутренних витках магнитопровода, где длина силовой линии короче. В результате сердечник постепенно насыщается, начиная от внутренних слоев и заканчивая внешними.

Внутренние слои оказываются насыщенными гораздо раньше внешних, что проявляется в виде небольшого искривления характеристики намагничивания железа даже при средней индукции 4000 — 6000 Гс.

Более высокое качество железа витых сердечников несколько смягчает этот эффект, но полностью устранить не может.

Количество витков первичной обмотки можно определить и по другой формуле, исходя из условия обеспечения расчетной индуктивности:

где L1 требуемая индуктивность обмотки, Гн;

m — магнитная проницаемость материала сердечника при заданных ампер-витках постоянного подмагничивания.

Однако, практика показывает, что расчет по формуле (10) приводит к заниженному числу витков по сравнению с (8), а это недопустимо из-за резкого роста искажений на низких частотах вследствие насыщения магнитопровода.

Только при высокой нижней граничной частоте (более 100 — 150 Гц) формула (10) дает большее значение числа витков. Кроме того, она неудобна тем, что в расчет входит величина m , зависящая от ампер-витков постоянного подмагничивания, определить которую до экспериментального изготовления трансформатора можно лишь приблизительно по графикам соответствующих зависимостей [1], [3], [4].

Расчёт числа витков вторичной обмотки

Число витков вторичной обмотки рассчитывается как:

Расчёт диаметра провода

Диаметр провода (чистой меди) первичной обмотки:

Формула (13a) справедлива для расчета средней длины витка на броневом сердечнике (Рис. 1а), а формула (13b) — на стрежневом (Рис. Ч в), величина dk (см) — толщина материала каркаса.

Диаметр провода вторичной обмотки:

Если вторичная обмотка состоит из нескольких параллельно соединенных секций, то диаметр провода секции рассчитывают как:

Размещение обмоток трансформатора

После расчета обмотки необходимо проверить их размещение в окне магнитопровода. Наилучшим считается такое размещение, когда и первичная и вторичная обмотки укладываются в целое число слоев и полностью заполняют окно магнитопровода. Для достижения такого результата допустимо варьировать число витков и диаметр провода обмоток в небольших пределах (до _* 10%).

Заполнение окна магнитопроводаможно проверить по формулам:

где A1 , А2, Aиз — толщины первичной обмотки , вторичной обмотки и межобмоточной изоляции;

р1, р2 — число слоев первичной и вторичной обмоток;

d`1, d`2 -диаметры проводов с изоляцией первичной и вторичной обмоток;

dиз — толщина межслойной изоляции.

Индуктивность рассеяния трансформатора достаточной точностью определяется по формуле;

где l0 — средняя длина витка, см;

h' — высота намотки слоя, см;

к — количество секций.

Рис. 3 Пример размещения обмоток в окне магнитопровода (цилиндрическое секционирование)

(цилиндрическое) секционирование, когда обмотки наматываются на каркас частями, а в конце соединяются последовательно или параллельно. Чаще всего применяют последовательное включение секций первичной обмотки и параллельное — вторичной.

Суммарное число секций первичной и вторичной k должно быть таким, чтобы индуктивность рассеяния LS, вычисленная по (17), не превышала найденную при электрическом расчете оконечного каскада. Один из вариантов размещения секций на каркасе приведен на Рис. 3.

Необходимо помнить, что общее число секций первичной и вторичной обмотки должно быть нечетным, а крайние секции (т.е. непосредственно лежащая на каркасе и внешняя) должны принадлежать одной обмотке и иметь половинное число витков по отношению к внутренним секциям той же обмотки.

Только в этом случае выполняется условие компенсации полей рассеяния соседних секций и индуктивность рассеяния будет соответствовать расчетной.

Если обмотка распределена на двух катушках (стержневые трансформаторы), то секции ее должны чередоваться от одной катушки к другой.

Это условие относится и к двухтактным трансформаторам, где обмотки каждого плеча обязательно должны иметь одинаковое число секций на одном и на другом стержнях магнитопровода.

Определение величины немагнитного зазора

Неотъемлемой конструктивной особенностью трансформатора выходного однотактного каскада является немагнитный зазор между частями магнитопровода.

При его отсутствии постоянная составляющая анодного тока выходной лампы, протекающая через первичную обмотку, вызывает насыщение железа и, как следствие, происходит катастрофическое падение магнитной проницаемости и возрастание искажений, вносимых трансформатором.

Зазор не позволяет магнитопроводу войти в насыщение от постоянного подмагничивания (поскольку он эквивалентен многократному увеличению длины магнитной силовой линии для постоянной составляющей магнитного потока) и, в то же время, не влечет за собой драматического снижения величины m .

I0 — ток постоянного подмагничивания, А;

lC — длина силовой линии, см.

Более точно величину зазора подгоняют экспериментально при номинальном токе подмагничивания, исходя из условий получения наибольшей выходной мощности на нижней граничной частоте и минимальных искажении при половине номинальной выходной мощности на той же частоте сигнала.

Поскольку теоретический расчет оптимального зазора достаточно сложен и требует значительного количества экспериментальных данных о качестве применяемого железа, то представляется более целесообразным использовать практический подбор зазора в готовом трансформаторе.

Паразитные ёмкости и методы борьбы с ними

В заключение следует обратить внимание на такие неприятные и неизбежные явления, как межобмоточная и распределенная емкости трансформатора.

Совместно с индуктивностями обмоток (или их частями) и индуктивностями рассеяния, они образуют паразитные колебательные контуры, резонирующие в области верхних звуковых и ультразвуковых частот.

Эти резонансы искажают частотную и фазовую характеристики трансформатора (набег фазы из-за распределенной емкости плохо сконструированного трансформатора на высших частотах может достигать 400° — 7000° и, кроме того, быть немонотонным). Радикального средства борьбы с этими явлениями нет, но уменьшить их можно следующими способами:

1. Равномерной плотной укладкой (виток к витку) обмоток трансформатора.
2. Использованием межслойной изоляции внутри секций каждой обмотки (бумага 0,05 — 0,1 мм).
3. Увеличение толщины межобмоточной изоляции (что несколько уменьшает коэффициент заполнения окна, зато существенно снижает междуобмоточную емкость).
4. Использование магнитопровода расчетного размера. (Увеличение габаритов трансформатора против необходимого введет к росту указанных емкостей, а увеличение длины витка — к росту Ls).
5. Укладка расчетного числа секций (непомерное увлечение секционированием резко увеличивает междуобмоточную емкость).

Пропитка катушки трансформатора различными компаундами имеет как достоинства, так и недостатки. К первым относится увеличение механической прочности и снижение резонансов конструкции.

Ко вторым — увеличение паразитных емкостей и снижение частот паразитных электрических резонансов вплоть до звукового диапазона.

Решение о пропитке трансформатора должно приниматься только после тщательного анализа всех “за” и “против”.

Заключение

И, наконец, хотелось бы напомнить, что выходной трансформатор — это клубок компромиссов. Не следует гнаться за идеальными параметрами и огромной массой: в 99% случаев улучшение одного параметра ведет к ухудшению нескольких других.

Излишнее количество секций увеличивает межобмоточную емкость; излишнее число витков — индуктивность рассеяния и активное сопротивление. Таких примеров множество. При расчете задавайтесь разумными исходными параметрами и не делайте из трансформатора противовес для башенного крана.

Не требуйте от трансформатора невозможного, но разумно используйте то, что он может предоставить.

Литература

1. Цыкни Г.С. Трансформаторы низкой частоты. М., Связьиздат, 1955.
2. Андронников Д.В. “Три электрода в один такт”. “Вестник А.Р.А.” No. 3, 1998 г.
3. Войшвилло Г.В. Усилители низкой частоты на электронных лампах. Изд. 2.
4. Белопольский И.И. Электропитание радиоаппаратуры. М., Энергия, 1965.
5. Лукачер. Расчет выходных трансформаторов, ж. Радиофронт No. 22 1935.

Источник: https://vt-tech.eu/articles/lamps/53-otputtrans.html