UMZCH için transformatörler

En popüler amatör radyo tasarımlarından biri ses güç amplifikatörleri UMZCH. Evde müzik programlarını yüksek kalitede dinlemek için, genellikle oldukça güçlü, genellikle 25 ... 50W / kanal, genellikle stereo amplifikatörler kullanırlar.

Çok yüksek bir ses seviyesi elde etmek için böyle büyük bir güce ihtiyaç yoktur: gücün yarısında çalışan bir amplifikatör daha temiz bir ses, bu moddaki bozulmalar ve hatta en iyi UMZCH bile bunlara sahiptir, neredeyse görünmezdir.

İyi bir güçlü UMZCH'yi monte etmek ve kurmak oldukça zordur, ancak amplifikatör ayrı parçalardan - transistörler, dirençler, kapasitörler, diyotlar, hatta belki de monte edildiğinde bu ifade doğrudur. işlemsel kuvvetlendiriciler. Böyle bir tasarım, bir veya iki amplifikatörden daha önce bir araya getirilmiş, ilk deneylerde bir kilogram güçlü çıkış transistörü değil, yeterince nitelikli bir radyo amatör tarafından yapılabilir.

Modern devre bu tür malzemeden ve en önemlisi ahlaki maliyetlerden kaçınır. Yeterince güçlü ve yüksek kaliteli bir UMZCH monte etmek için, bir veya iki mikro devre satın alabilir, bunlara birkaç pasif parça ekleyebilir, tüm bunları küçük bir baskılı devre kartına lehimleyebilirsiniz ve lütfen, açtıktan hemen sonra çalışacak olan UMZCH'den önce.

Oynatma kalitesi çok iyi olacaktır. Tabii ki, bir “tüp” sesi elde etmek mümkün olmayacak, ancak birçok özel ve özellikle Çin amplifikatörleri geride bırakılacak. Yüksek kaliteli ses sorununa böyle bir çözümün canlı bir örneği, TDA7294 yongası olarak düşünülebilir.

Mikro devrenin iki kutuplu besleme voltajı çok geniş bir ± 10 ... ± 40V aralığına sahiptir, bu da 4c yükte mikro devreden 50W'dan fazla güç elde etmeyi mümkün kılar. Böyle bir güç gerekli değilse, besleme voltajını biraz düşürün. Amplifikatörün çıkış aşaması, iyi ses kalitesi sağlayan alan etkili transistörler üzerinde yapılır.

Bir çipi devre dışı bırakmak çok zordur. Çıkış katı kısa devreye karşı korumalıdır, ayrıca termal koruma da vardır. Bir amplifikatör olan çip, verimliliği% 66 olan AB sınıfında çalışır. Bu nedenle, 50 W çıkış gücü elde etmek için 50 / 0.66 = 75.757 W gücünde bir güç kaynağı gerekecektir.

Monte edilmiş amplifikatör radyatöre monte edilmiştir. Radyatörün boyutlarını azaltmak için, radyatörden gelen ısının bir fan tarafından çıkarılması hiç de fena değil. Bu amaçlar için, örneğin ekran kartlarından küçük bir bilgisayar soğutucu oldukça uygundur. Amplifikatörün tasarımı Şekil 1'de gösterilmiştir.

Şekil 1. TDA7294 yongasındaki amplifikatör

TDA7294 yongasının küçük bir özelliğine dikkat edilmelidir. Tüm bu güçlü mikro devreler için, radyatöre takmak için bir deliğe sahip arka metal arka, ortak bir devre teline bağlanır. Bu, yongayı, yalıtkan bir şerit olmadan amplifikatörün metal gövdesine sabitlemenizi sağlar.

TDA7294 yongasında, bu bağlantı elemanı güç kaynağının negatif terminaline, terminal 15'e elektriksel olarak bağlanır. Bu nedenle, ısı ileten macun KPT-8 ile bir yalıtım contası basitçe gereklidir. Mikro devrenin radyatör üzerine döşenmeden, sadece ısı ileten macunla takılması ve radyatörün kendisi amplifikatörün gövdesinden (ortak tel) izole edilmesi daha da iyidir.

Şekil 2. Tipik TDA7294 anahtarlama devresi

TDA7294 yongasındaki amplifikatörler hakkında çok şey söylenebilir ve yukarıda yazılan bu birkaç satır hiç de tam bilgi gibi davranmaz. Bu amplifikatörden sadece bir transformatörün ne kadar güce ihtiyacı olabileceğini, parametrelerinin nasıl belirleneceğini göstermek için bahsedilir, çünkü makaleye “UMZCH için transformatörler” denir.

Genellikle inşaat, gücü laboratuvar güç kaynağından üretilen prototiplerin oluşturulmasıyla başlar. Programın başarılı olduğu ortaya çıkarsa, o zaman "marangozluk" işinin geri kalanı başlar: dava yapılır veya benzer bir endüstriyel cihazdan uygun bir kullanılır. Aynı aşamada, güç kaynağı üretilir ve uygun bir transformatör seçilir.

Peki ne tür bir transformatöre ihtiyaç var?

Güç kaynağının gücünün en az 75 watt olması biraz daha yüksek olarak hesaplandı ve bu sadece bir kanal için. Ancak şimdi tek sesli bir amplifikatör nerede bulabilirim? Şimdi bu en az iki kanallı bir cihaz. Bu nedenle, stereo seçeneği için, en az yüz elli watt gücünde bir transformatör gereklidir. Aslında, bu tamamen doğru değil.

Böyle büyük bir güç sadece sinüzoidal sinyal amplifiye edildiğinde gerekli olabilir: sadece girişe bir sinüsoid besleyin ve oturun, dinleyin. Ancak, monoton bir kederli vızıltıyı uzun süre dinlemek bir zevk olmayacaktır. Bu nedenle, normal insanlar daha çok müzik dinler veya sesli film izler. Müzikal sinyal ile saf sinüs dalgası arasındaki fark burada etkilenir.

Gerçek bir müzik sinyali bir sinüzoid değildir, ancak büyük kısa vadeli zirvelerin ve düşük güçte uzun vadeli sinyallerin bir kombinasyonu olduğundan, güç kaynağından tüketilen ortalama güç çok daha azdır.

Şekil 3. Gerçek ses gücü. Aynı maksimum seviyelerde sinüzoidal ve gerçek ses sinyallerinin orta seviyeleri (sarı çizgi)

Güç kaynağı UMZCH nasıl hesaplanır

Güç kaynağını hesaplama yöntemi, bağlantıda bulunan "Güç amplifikatörü için güç kaynağının hesaplanması" makalesinde,

Makale, çoğaltılan müzik programlarının özelliklerini dikkate alarak güç kaynağını hesaplamak için programı da indirebileceğiniz güç kaynağının parametrelerini seçmek için dikkat edilecek noktalar sağlar. Program sisteme kurulum yapmadan çalışır, sadece arşivi açın. Programın sonuçları, hesaplama programının bulunduğu klasörde görünen bir metin dosyasına kaydedilir. Programın ekran görüntüleri şekil 4 ve 5'te gösterilmektedir.

Şekil 4. Hesaplama programına veri girme

Hesaplamalar, Şekil 5'te gösterilen şemaya göre monte edilen güç kaynağı için gerçekleştirildi.

Şekil 5. Güç kaynağı UMZCH. Hesaplama sonuçları

Bu nedenle, 4Ω yüke sahip 50W çift kanallı bir amplifikatör için 55W transformatör gereklidir. 1A yük akımı ile 2 * 26.5V voltajlı orta noktalı ikincil sargı. Bu hususlardan UMZCH için bir transformatör seçmelisiniz.

Transformatörün oldukça zayıf olduğu anlaşılıyor. Ancak, yukarıda belirtilen makaleyi dikkatlice okursanız, her şey yerine oturur: yazar, UMZCH güç kaynağını hesaplarken hangi kriterlerin dikkate alınması gerektiğini yeterince ikna eder.

Burada hemen karşı soruyu sorabilirsiniz: “Peki eldeki transformatörün gücü hesaplamadan daha büyük olacak mı?”. Evet, kötü bir şey olmayacak, sadece transformatör yarım kalple çalışacak, özellikle zorlanmayacak ve çok ısınmayacak. Doğal olarak, transformatör çıkış voltajları hesaplananlarla aynı olmalıdır.

Transformatörün toplam gücü

Transformatör ne kadar güçlü olursa, boyutunun ve ağırlığının o kadar büyük olduğunu fark etmek zor değildir. Ve bu hiç de şaşırtıcı değil, çünkü bir transformatörün genel gücü gibi bir şey var. Başka bir deyişle, transformatör ne kadar büyük ve ağır olursa, gücü o kadar büyük olur, ikincil sargıya bağlı yükün gücü o kadar büyük olur.

Toplam gücün formülle hesaplanması

Transformatörün toplam gücünü belirlemek için, çekirdeğin geometrik boyutlarını basit bir cetvelle ölçmek ve daha sonra kabul edilebilir bir doğrulukla, her şeyi basitleştirilmiş bir formül kullanarak hesaplamak yeterlidir.

P = 1.3 * Sc * Yani,

burada P toplam güçtür, Sc = a * b çekirdek alandır, So = c * h pencere alanıdır. Olası çekirdek türleri Şekil 5'te gösterilmektedir. HL şemasına göre birleştirilen çekirdeklere zırhlı denir, denizaltı çekirdeklerine çekirdek denir.

Şekil 6. Transformatör çekirdek tipleri

Elektrik mühendisliği ders kitaplarında, genel gücü hesaplamak için formül harika ve çok daha uzun. Basitleştirilmiş formülde, çoğu ağ transformatörünün doğasında bulunan, sadece bazı ortalamalı değerler olan aşağıdaki koşullar kabul edilir.

Transformatörün verimliliğinin 0.9, şebeke voltajının frekansının 50 Hz, sargılardaki akım yoğunluğunun 3.5 A / mm2 ve manyetik indüksiyonun 1.2 T olduğuna inanılmaktadır. Ayrıca, bakır dolgu faktörü 0,4 ve çelik dolgu faktörü 0,9'dur. Tüm bu değerler toplam gücü hesaplamak için “gerçek” formülüne dahil edilmiştir. Diğer herhangi bir basitleştirilmiş formül gibi, bu formül yüzde elli hata ile bir sonuç verebilir, bu da hesaplamayı basitleştirmek için ödenen fiyattır.

Burada en azından transformatörün verimliliğini hatırlamak yeterlidir: toplam güç ne kadar büyük olursa, verimlilik de o kadar yüksek olur. Böylece 10 ... 20 W gücünde transformatörler 0.8 verimliliğe ve 100 ... 300 W ve üstü transformatörler 0.92 ... 0.95 verimliliğe sahiptir. Aynı sınırlar içinde, “gerçek” formülün bir parçası olan diğer miktarlar değişebilir.

Formül, elbette, oldukça basit, ancak dizinlerde "her şey zaten bizim için hesaplanmış" tablolar var. Bu yüzden hayatınızı zorlaştırmayın ve bitmiş bir üründen yararlanın.

Şekil 7. Transformatörün toplam gücünü belirleme tablosu. 50Hz için hesaplanan değerler

Denizaltı göbeğinin işaretlemesindeki üçüncü hane, Şekil 6'da gösterildiği gibi, h parametresini - pencerenin yüksekliğini gösterir.

Toplam güce ek olarak, tablo aynı zamanda volt başına dönüş sayısı gibi önemli bir parametreye sahiptir. Ayrıca, böyle bir desen gözlenir: çekirdek boyutu ne kadar büyük olursa, volt başına dönüş sayısı o kadar az olur. Birincil sargı için, bu sayı tablonun sondan bir önceki sütununda belirtilir. Son sütun, birincil sargılardan biraz daha büyük olan ikincil sargılar için volt başına dönüş sayısını gösterir.

Bu fark, sekonder sargının, transformatörün çekirdeğinden (çekirdeğinden) daha uzakta olması ve birincil sargıdan daha zayıf bir manyetik alanda olması gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Bu zayıflamayı telafi etmek için, ikincil sargıların dönüş sayısını hafifçe arttırmak gerekir. Burada belirli bir ampirik katsayı yürürlüğe girer: eğer ikincil sargıda 0,2 ... 0,5 A akımında, dönüş sayısı 1,02 katsayısı ile çarpılırsa, 2 ... 4 A akımları için katsayı 1,06'ya yükselir.

Volt başına dönüş sayısı nasıl belirlenir

Elektrik mühendisliğindeki birçok formül deneyseldir, çok sayıda deneyin yanı sıra deneme yanılma yöntemiyle elde edilir. Bu formüllerden biri, transformatörün birincil sargısında volt başına tur sayısını hesaplamak için formüldür. Formül oldukça basit:

ω = 44 / S

burada her şey açık ve basit görünüyor: ω istenen dönüş / volt sayısı, S santimetrekare cinsinden çekirdek alandır, ancak 44 bazı yazarların söylediği gibi sabit bir katsayıdır.

Diğer yazarlar bu formüle “sabit katsayı” olarak 40, hatta 50 koyarlar: Kim doğru, kim doğru değil?

Bu soruyu cevaplamak için formül, "sabit katsayı" yerine, en azından K. mektubu yerine hafifçe dönüştürülmelidir.

ω = K / S,

Daha sonra sabit bir katsayı yerine bir değişken veya programcıların dediği gibi bir değişken elde edilir. Bu değişken doğal olarak bir dereceye kadar çeşitli değerler alabilir. Bu değişkenin büyüklüğü çekirdek tasarımına ve transformatör çeliğinin derecesine bağlıdır. Genellikle K değişkeni 35 ... 60 aralığındadır. Bu katsayının daha küçük değerleri, transformatörün daha sıkı bir çalışma moduna yol açar, ancak daha az dönüş nedeniyle sargıyı kolaylaştırır.

Transformatör yüksek kaliteli ses cihazlarında çalışmak üzere tasarlanmışsa, K mümkün olduğunca yüksek, genellikle 60 olarak seçilir.Bu, güç trafosundan gelen ağın frekansı ile girişimden kurtulmanıza yardımcı olacaktır.

Şimdi Şekil 7'de gösterilen tabloya başvurabilirsiniz. 18,4 cm2 alana sahip bir çekirdek ШЛ32X64 var. Tablonun sondan bir önceki sütunu, birincil sargı için volt başına dönüş sayısını gösterir. Demir için ШЛ32X64 1.8 tur / V'dir. Geliştiricilere bu transformatörü hesaplarken hangi büyüklükte K yönlendirildiğini bulmak için basit bir hesaplama yapmak yeterlidir:

K = ω * S = 1.8 * 18.4 = 33.12

Böyle küçük bir katsayı, transformatör demiri kalitesinin iyi olduğunu ya da sadece bakırdan tasarruf etmeyi amaçladığını gösterir.

Evet, masa güzel. Bir arzu, zaman, çekirdek ve sargı teli varsa, sadece kolları sarmak ve gerekli transformatörü sarmak kalır. Uygun bir transformatör satın alabilmek veya kendi “stratejik” rezervlerinizden alabilmek daha da iyidir.

Endüstriyel Transformatörler

Bir zamanlar, Sovyet endüstrisi bir dizi küçük boyutlu transformatör üretti: TA, TAN, TN ve CCI. Bu kısaltmalar, yarı iletken ekipmana güç vermek için anot transformatörü, anot-filament, filament ve transformatör olarak deşifre edilir. Yani TPP markasının transformatörü, yukarıda düşünülen amplifikatör için en uygun olabilir. Bu modelin transformatörleri 1.65 ... 200W kapasiteye sahiptir.

55W nominal güç ile 72W güce sahip bir TPP-281-127 / 220-50 transformatörü oldukça uygundur. Tanımlamadan, bunun yarı iletken ekipmanı, geliştirme seri numarası 281, birincil sargı gerilimi 127 / 220V, şebeke frekansı 50Hz'e güç sağlamak için bir transformatör olduğu anlaşılabilir. CCI transformatörlerinin 400 Hz frekansında da mevcut olduğu göz önüne alındığında, son parametre oldukça önemlidir.

Şekil 8. Transformatör parametreleri ТПП-281-127 / 220-50

Birincil akım 127 / 220V gerilimler için endikedir. Aşağıdaki tablo, ikincil sargıların voltajlarını ve akımlarını ve bu sargıların lehimlendiği transformatör uçlarını göstermektedir. Tüm transformatör CCI çeşitlerinin şeması birdir: hepsi aynı sargılar, hepsi aynı pim numaraları. İşte tüm transformatör modelleri için sargıların voltajları ve akımları farklıdır, bu da herhangi bir durum için bir transformatör seçmenizi sağlar.

Aşağıdaki şekilde transformatörün elektrik şeması gösterilmektedir.

Şekil 9. CCI transformatörlerinin elektrik devresi

50W güce sahip iki kanallı bir amplifikatörün güç kaynağı ünitesi için, hesaplaması hemen yukarıda verilen bir örnek için 55W güce sahip bir transformatör gereklidir. 1A yük akımı ile 2 * 26.5V voltajlı orta noktalı ikincil sargı. Bu gerilimleri elde etmek için, 10 ve 20V faz içi sargıları bağlamak gerekli olacaktır ve antipazda sargı 2.62V'dir.

10 + 20-2.62 = 27.38V,

neredeyse hesaplama ile tutarlıdır. Orta nokta ile bir seri halinde bağlanan bu tür iki sargı vardır. Sargı bağlantısı Şekil 10'da gösterilmiştir.

Şekil 10. Transformatör sargılarının bağlanması ТПП-281-127 / 220-50

Birincil sargılar teknik belgelere göre bağlanır, ancak çıkış voltajını daha doğru bir şekilde seçecek diğer muslukları kullanabilirsiniz.

İkincil sargılar nasıl bağlanır

Sargılar 11-12 ve 17-18 fazda bağlanır - bir önceki sargının sonu, bir sonrakinin başlangıcı ile (sargıların başlangıcı bir nokta ile gösterilir). Sonuç, 30V voltajlı bir sargıdır ve görevin koşullarına göre 26.5 gereklidir. Bu değere yaklaşmak için, 19-20 sargılar antipazda 11-12 ve 17-18 sargılarına bağlanır. Bu bağlantı mavi çizgi ile gösterilir, sargının yarısı orta noktalı elde edilir. Kırmızı çizgi, Şekil 5'te gösterilen sargının diğer yarısının bağlantısını gösterir. 19 ve 21 noktalarının bağlantısı, sargının orta noktasını oluşturur.

Seri ve paralel sargılar

Seri bağlantıda, izin verilen sargı akımlarının eşit olması en iyisidir, iki veya daha fazla sargı için çıkış akımı aynı olacaktır.Sargılardan birinin akımı daha azsa, ortaya çıkan sargının çıkış akımı olacaktır. Bu akıl yürütme, bir transformatörün devre şeması olduğunda iyidir: sadece jumperları lehimleyin ve ne olduğunu ölçün. Ve eğer bir plan yoksa? Bu bir sonraki makalede ele alınacaktır.

Sargıların paralel bağlantısına da izin verilir. Burada gereksinim şudur: sargıların voltajı aynı olmalı ve bağlantı fazda olmalıdır. Transformatör TPP-281-127 / 220-50 durumunda, iki adet 10-volt sargı (kablo 11-12, 13-14), iki adet 20-volt sargı (kablo 15-16, 17-18), iki sargı bağlamak mümkündür 2.62V'de (19-20, 21-22 sonuçlarında). Akım 2.2A ile üç sargı alın. Birincil sargının bağlantısı, transformatör referans verilerine göre yapılır.

Transformatör verilerinin bilinmesi bu kadar iyi olur. Transformatörün önemli parametrelerinden biri, büyük ölçüde satıcının hayal gücüne ve kibirine bağlı olan fiyatıdır.

Örnek olarak kabul edilen, çeşitli İnternet satıcılarından gelen TPP-281-127 / 220-50 transformatörü 800 ... 1440 ruble fiyatla sunuluyor! Amplifikatörün kendisinden daha pahalı olacağını kabul edin. Bu durumun çıkış yolu, eski ev ekipmanlarından, örneğin lamba TV'lerden veya eski bilgisayarlardan elde edilen uygun bir transformatör kullanmak olabilir.

Boris Aladyshkin

Bu konuda da okuyun:Bilinmeyen transformatör parametreleri nasıl belirlenir