Transzformátor hangerősítő alkalmazásokhoz: Gyakorlati kiválasztási útmutató

A 25 W-os egyvégű csöves erősítő, amely 100 Hz-en zúg, és 70 Hz alatt gördül le, általában egészséges áramköri lappal rendelkezik. A probléma általában a mágnesességben rejlik: a teljesítménytranszformátor szórt teret sugároz a bemeneti fokozatba, és a kimeneti transzformátor primer induktivitása elfogy, mielőtt a mélyhangok megérkeznének. Mindkét alkatrészt ugyanazon a soron rendelik, mégis teljesen eltérő módon vannak megadva, és sokszor az olcsóbb alkatrész kényszeríti ki az újratervezést.

Íme a rövid válasz. Hangerősítő-alkalmazások esetén adja meg a teljesítménytranszformátort VA névleges érték, szekunder feszültség teljes terhelésnél, szabályozás, hőmérséklet-emelkedés és szigetelési osztály szerint. Határozza meg a kimeneti transzformátort az elsődleges impedancia, az egyenáramú előfeszítés kezelése, a mag anyaga és a szivárgási induktivitás alapján. Minden más, a laminálás vastagságától az ültetésig és az árnyékolásig ezeknek az elemeknek a finomítása.

Két transzformátorszerep, amelyeket gyakran összekevernek

Egy erősítő mindkét eszközt tartalmazhat, és ezek nem cserélhetők fel.

A teljesítménytranszformátor a tápfeszültséget a nagyfeszültségű sínre alakítja át, egyenirányítás után jellemzően 250-500 V DC, plusz 5 V vagy 6,3 V izzószál tekercselések. 50 vagy 60 Hz-en működik, volt-amper, hőemelkedés és szigetelési osztály szerint van méretezve, valamint biztosítja a galvanikus érintés biztonságos szigetelését.
A kimeneti transzformátor egy cső kimeneti fokozat anódáramkörét egy 4, 8 vagy 16 ohmos hangszóróhoz köti. A nagyfeszültségű, kisáramú jelet kisfeszültségű nagyáramúvá alakítja, és blokkolja az egyenáramú anódáramot a hangtekercstől.

A szilárdtest-konstrukciókhoz általában csak az első eszközre van szükség, de a transzformátorok továbbra is megjelennek 70 V-os és 100 V-os elosztott vonalakban és vonali leválasztásban. A specifikációs logika minden esetben ugyanaz: először az elektromos teljesítményt kell egyeztetni, majd a hő- és mágneses viselkedést szabályozni.

A teljesítménytranszformátor megadása

Névleges érték és feszültség

Adja össze a nagyfeszültségű egyenáram és az izzószál váltakozó áramú teljesítményét, majd adjon hozzá 20-30 százalékos belmagasságot. A névtábláján folyamatosan üzemelő transzformátor leereszkedik és felforrósodik.
Állítsa be a szekunder feszültséget teljes terhelés mellett, ne terhelés nélkül. A kis EI egységek általában 10-15 százalékot szabályoznak, így a 300 V-os üresjárati tekercs 265 V-ot szolgáltathat, ha az erősítő áramot vesz fel.

Termikus és biztonsági határértékek

Az A (105°C), B (130°C) és F (155°C) szigetelési osztály határozza meg a forró pontok maximális hőmérsékletét. A 60 K emelkedéssel rendelkező B osztályú készülék teljesen másképp viselkedik zárt szekrényben, mint szabadban.
A dielektromos szilárdság ellenőrzése hipoteszttel történik, jellemzően 1500-3750 V AC a primer és a szekunder között, az alkalmazott biztonsági szabványtól függően. Audio, rádió és televízió típusú készülékeknél az UL 1411 és az IEC/EN 61558 a szokásos hivatkozások.
A toroid magok nagy bekapcsolási áramot vesznek fel, ezért a tervezésben tegyen lehetővé egy lassan kiolvadó biztosítékot vagy egy bekapcsolás-korlátozó eszközt.
A 60 Hz-re tervezett transzformátort nem szabad 50 Hz-en ugyanazon VA mellett használni a telítés veszélye nélkül, mert a magfluxus nagyjából 20 százalékkal nő. Vagy csökkentse a terhelést, vagy határozza meg a nagyobb magot kezdettől fogva.

Impedancia illesztés a kimeneti szakaszban

Az impedancia aránya megegyezik a fordulatszám négyzetével. Az 5-8 ohmos transzformátor impedancia-aránya 625:1 és fordulatszáma 25:1. A választott elsődleges impedancia megváltoztatja a kimeneti teljesítményt és a torzítást is: a 3,5 kohm általában több wattot ad le több második felharmonikus torzítással, míg a 8 kohm tisztábban, de alacsonyabban működik. Ellenőrizze az értéket a cső adatlapjával és a valódi hangszóró impedanciagörbével, amely jóval távolabb süllyed és csúcsosodik a névleges értékétől.

Egyvégű Versus Push-Pull

Az egyvégű fokozat egyenáramú anódáramot visz át a primeren, ami a magot a telítés felé toli. A magnak résnek kell lennie, és a rés csökkenti az effektív permeabilitást, ezért a kötegnek nagyobbnak kell lennie ahhoz, hogy ugyanazt a primer induktivitást elérje. A push-pull tekercsek ellentétes egyenáramot hordoznak; amikor a két fél kiegyensúlyozott, a nettó fluxus közel nulla, így nincs szükség résre, és az interleaving szélesebb sávszélességhez használható.

A gyakorlati cél a 20 Hz és 20 kHz közötti 1 dB-en belül mérsékelt teljesítmény mellett, alacsony frekvenciájú kiterjesztéssel, amelyet az elsődleges induktivitás és a kimeneti cső forrásimpedanciája állít be.

Az alapformátum és a tekercselési stílus összehasonlítása

Tipikus összehasonlítások hangerősítő transzformátorokhoz; a megfelelő választás az áramkörtől függ, nem csak a mag nevétől.
Attribútum	EI laminált	Toroidális	C-Core
Tipikus használat	Teljesítmény és teljesítmény, általános rendeltetésű	Erőátviteli transzformátorok kompakt vázban	Kiváló teljesítmény és teljesítmény
Kóbor mágneses tér	Magasabb, távolságot vagy árnyékolást igényel	Alacsony, szűk terepzárás	Mérsékelt, alacsonyabb, mint az EI
Alacsony frekvenciájú kiterjesztés	Jó elég nagy köteggel	Jó, de nehéz kihagyni	Jó, a rés praktikus
DC előfeszítés kezelése	A kötegben légrés vágott, egyvégű ruhák	Nehéz, hiányos vagy speciális magot igényel	A C csuklóba helyezett rés
Magas frekvenciájú viselkedés	Az átlapolás csökkenti a szivárgási induktivitást	Kis szivárgás, nagyobb kapacitás	Alacsony szivárgás átlapolással
Mechanikus zúgás	Zúghat, ha a laminálás meglazul	Csendes cserepes állapotban, betörési zaj induláskor	Mérsékelt, befogva javul

Zúgás, zaj és sávszélesség korlátok

A mechanikus zümmögés a magnetostrikcióból és a laminálás lazulásából származik. A vákuumlakk-impregnálás és a cserepes toroidok csökkentik, a transzformátor bemeneti vezetékekre merőleges felszerelése pedig csökkenti az induktív csatolást az érzékeny fokozatokba.
Az elektrosztatikus árnyékolás, általában egyetlen földelt rézfólia fordulat a primer és a szekunder között, csökkenti a közös módú zajcsatolást.
Az alacsony frekvenciájú választ az elsődleges induktivitás és a meghajtó impedancia határozza meg. A nagyfrekvenciás gördülést a szivárgási induktivitás és a tekercselési kapacitás határozza meg. Az átlapolás csökkenti a szivárgási induktivitást, de több réteg növeli a kapacitást, így ez inkább kompromisszum, mint ingyenes fejlesztés.
Egy 1:1 vagy 600:600 ohmos leválasztó transzformátor a jelút elvágása nélkül megszakítja a földhurkot, és egyidejűleg a kiegyensúlyozatlan vonalat szimmetrikussá alakítja.

Építsen minőséget és tesztpontokat, amelyek előre jelezhetik a terepi hibákat

A legtöbb transzformátor meghibásodás, amely eléri az ügyfelet, inkább folyamathiba, mint tervezési hiba, és kevés helyen jelentkezik.

Tekercsfeszítés és rétegszigetelés. A konzisztens feszültségű CNC tekercs megakadályozza a réteg elcsúszását, és csökkenti a szivárgási induktivitás egységenkénti ingadozását.
Kúszás és kiürítés. A margószalag és a hüvely dönti el, hogy az alkatrész több hónapos hőciklus után is átmegy-e a hipoteteszten, nem csak az első mintán.
Vákuumos lakkimpregnálás, amely rögzíti a tekercseket, blokkolja a nedvesség bejutását és csökkenti a hallható zümmögést.
Minden egység rutinvizsgálata: fordulatszám, primer induktivitás, egyenáramú ellenállás mérleg, polaritás, szigetelési ellenállás és dielektromos szilárdság, nem csak mintavételes ellenőrzések.

Műhelyünk 2010 óta gyárt elektronikus transzformátorokat, fő vonalként az EI típusokat a toroid, C típusú, orvosi, audio, nagyfeszültségű, ipari vezérlésű és nagyfrekvenciás kivitelek mellett. Az anyagok ISO 9001 rendszer szerint jóváhagyott beszállítóktól származnak, és minden transzformátort kiszállítás előtt megvizsgálnak és tesztelnek. Bővebben olvashatsz a tervezéstől szállításig folyamat ezek mögött a transzformátorok mögött ha át szeretné tekinteni a folyamatot a rendelés leadása előtt.

Vásárlás: egyedi tekercselés vagy standard raktár

A kész transzformátorok ritkán felelnek meg egy meghatározott sínfeszültségnek, alvázmagasságnak és biztonsági szabványnak egyszerre, ezért az egyedi tekercselés a szokásos út az erősítőgyártók számára.

Mit kell feltenni a specifikációs lapra

Elsődleges feszültség és frekvencia, beleértve azt a tartományt, amelyet a fali aljzatnál ténylegesen elvár.
Minden másodlagos: feszültség teljes terhelésnél, áramerősség, és hogy táplál-e egy kondenzátor bemenettel rendelkező egyenirányítót.
Teljes VA, környezeti hőmérséklet, szigetelési osztály és dielektromos vizsgálati feszültség.
Rögzítési mód, orsótípus, vezetékhossz és maximális magasság a nyomtatott áramkör felett.
Az alkalmazandó biztonsági szabvány és a szükséges jelölések.

Szerszámozás előtt állapodjon meg a tűrésekben

Az elsődleges induktivitás 10 százalékon belül, a fordulatok aránya 2 százalékon belül, és az egyenáramú ellenállás egyensúlya a push-pull felek között 5 százalékon belül.
Hipot-teszt feszültsége és időtartama, valamint a mintavételi vagy 100 százalékos vizsgálati követelmény.
A sorozatgyártás előtt indítsa el a mintaengedélyt saját erősítőjén, mert a statikus terhelésen végzett próbapadi mérések nem mutatják meg, hogyan viselkedik a hézagmentes mag levágás közben.

Az egyedi orsók, tartókonzolok és ólom-előkészítés szerszámokat hordoznak, ezért a MOQ-t és az átfutási időt az elektromos specifikációval együtt kell megerősíteni. Ha igénye egy meglévő terv változata, megteheti nyújtsa be az egyedi transzformátor követelményt közvetlenül, ami általában jelentősen lerövidíti a minta szakaszát.

Gyakran Ismételt Kérdések

A toroid transzformátor mindig jobb hangzáshoz?

Nem. A toroidok kisebb szórt mezővel és kisebb szivárgási induktivitással rendelkeznek, ami elősegíti a tápegységeket és a búgásteljesítményt. A kimeneti terhelés érdekében az EI és C-core formátumok továbbra is könnyebben áttekinthetők, hűvösebben működnek a push-pull kivitelben, és egyszerűbb beilleszteni őket egy adott sávszélesség céljára.

Miért telítődik vagy zúg a kimeneti transzformátorom?

A szokásos okok a kiegyensúlyozatlan push-pull tekercsek, az egyenáram egy olyan magban, amely soha nem volt hézagmentes, vagy egy laminálási köteg, amely elvesztette a tömörítést. Ellenőrizze az egyenáramú ellenállás egyensúlyát a felek között, és győződjön meg arról, hogy a magot az állóáramhoz tervezték.

Működhet egy 60 Hz-es transzformátor 50 Hz-es hálózatról?

Csak leértékeléssel. A fluxus körülbelül 20 százalékkal nő, amikor a frekvencia csökken, így a mag közelebb kerül a telítettséghez: több mágnesező áramra, több hőre és lehetséges hallható zümmögésre számíthatunk. Adjon meg egy 50 Hz-es kialakítást vagy csökkentse a terhelést.

A szilárdtest-erősítőknek szükségük van transzformátorokra?

Általában nem a kimeneten. Továbbra is szükségük van egy hálózati transzformátorra, és a transzformátor csatolást továbbra is használják a 70 V-os és 100 V-os elosztott vezetékekben, valamint a vonalszintű leválasztásban és kiegyensúlyozásban.

Kezelje mindkét eszközt külön vásárlásként, külön specifikációs lapokkal. Rögzítse a transzformátort VA-val, terhelt szekunder feszültség, szabályozás és szigetelési osztály; rögzítse a kimeneti transzformátort primer impedanciával, egyenáramú előfeszítés kezelésével és szivárgási induktivitásával. Ezután erősítse meg írásban a tűréshatárokat, a hipotézis kritériumait és a jóváhagyási mintát. Ez a szekvencia eltávolítja a legtöbb zümmögést, a korai telítettséget és a rövid élettartamot, amelyek később a tesztpadon jelentkeznek, és egy második tervezési iterációt is kizár a projekt költségvetéséből.