Выходной трансформатор для 2хEL84 push pull

[ДмитрийЗл]

Решил мотать сам, заодно и в тему вникнуть немного.
Вычисления, задумки и прогресс буду выкладывать тут, если кто заметит ошибки - просьба сразу закидывать помидорами. Ну и советами по улучшению

Усилок будет на двух EL84, 325Вольт на анодах.
Это где-то 18Ватт мощи
коэф трансформации импедансов нужен 7.6к:8
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
выбор железа:
Я пока остановился на M165-35S, 0.35мм, Ш-образное, обожженное, grain oriented. (оно же М6)

параметры для избежания насыщения.
1) Размер сердечника - использовал упрощенную эмпирич. формулу :
Площадь сечения А (в см^2) = 20 * Корень из [Pout/(fmin*B*Is)]

Pout - мощность
fmin - частота
B - индукция (T)
Is - плотность тока. (Ампер/мм^2)

Индукцию выбрал 0,6Т, плотность тока 2А/мм^2, ну и 50Гц, для гитары хватит за глаза.
Площадь А = 20 * SQRT(18Watt / (50Hz*0.6T*2A/mm^2) ) = 11см^2
Решил взять пакет с окном побольше, остановился на EI96. Там ширина сердечника 32мм, окно 16х48мм
Для сечения 11см^2 нужно набрать толщину около 35мм -> это сто пластин.  

2) Витков в первичке N1= U1/(A*B*2pif)
U1 - максимальное напряжение в первичке
А - площадь сечения, в м^2
В - индукция (0.6Т)

Получаем 400В / (0.0011м^2 * 0.6Т * 2пи*50) = 1933 Витка
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Теперь посмотрим со стороны индуктивности первички.
Как у этого материала дела с Мю я точно не знаю,
Нашёл такие данные (рисунок)
Вроде 2000 при 0.6Т, но может сильно отличатся (стыковка, как хорошо её "выбили" итд.)

поэтому вычислять что-то пока бесполезно. Для достижения 50Гц нужно будет
L= 7,6kOhm / 2*pi / 50Hz = 24H.  
По идее должно набраться с почти двух тысяч витков.  Можно будет даже поэксперементировать со стыковкой пластин. Немного постоянного тока транс должен выдерживать

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Выбор сечения провода.
Я задал плотность тока 2А/мм^2.
Максимальный (амплитуда) ток в первичке 140мА - получаем сечение 0.07мм^2, это провод диаметра 0.3мм (с лаком 0.35-36???)

Вот тут первый вопрос - провод считать по максимальному (пик) току или по RMS?
Если RMS - то хватит и 0.22мм.

Дальше будет расчёт вторички, секционирование и изоляция (а тут я дуб, надеюсь на помощь).

[ДмитрийЗл]

Секционирование:
хочется добиться верхней частоты 20к (знаю, что гитаре не надо, но всё равно хочется)

Железо у меня будет большое и Ш-образное, поэтому индуктивность рассеяния высокая. Без секционирования думаю 20к не получить никак.

Поэтому мысли пока такие.

Двухбобинная катушка
В каждой секции первички (Р1-Р8) по 250витков, 1/8 первички. Для симметрии соединить их диагонально. (рисунок)
Между каждым из шести слоёв - изоляция.
Какую лучше - вопрос!!!

Ещё вопрос, как сделать вторичку для 8 и 16 Ом,  ... пока думаю ...
4 и 16 было бы просто (послед, паралельно)

А вот с 8 - засада

[Beermonza]

ДмитрийЗл, Вы готовы для достижения цели начать всё заново?

Пакет EI96 Ш32х35 окно 16х48 мм - 80 Вт (90). Для двухтактного гитарного УМ в 20 Вт звуковой мощности хватает с головой - 30 Вт габаритной мощности трансформатора, ...можно 40 Вт. Дальше - "high-end" с трёхкратным запасом, это будет 60 Вт, и если однотакт с нижней полосой от 10 Гц, то от 5 крат и выше.

Индукция выбрана неверно, диаметр провода тоже неверно. Число витков в первичной обмотке тоже слишком большое для выбранного пакета.

Ориентир: EI75 (72 пл.) Ш25х25 окно 12,5х37,5 мм, провод первичной обмотки ПЭВ-2-0,2 мм. Манёвр в сторону EI78, если секционирование жрёт окно.

[ДмитрийЗл]

Спасибо за ответ,
да, конечно готов.

На счёт мощностей и индукции - понятно, что пакет очень большой и может выдать 80-90Ватт до насыщения. (1.6Т для этого материала)
Я выбрал 0.6Т т.к. они находятся на линейной части  B-H-curve. Т.е. при мощности 18Ватт этот пакет будет (должен) иметь 0.6Т на частоте 50Гц.
Конечно это бешенный запас, согласен.
Выбрал этот пакет ещё и для возможного использования с двумя парами EL84 .

С другой стороны - Транс от Hammond для Vox AC30 (30Watt 70-15kHz)
http://www.hammondmfg.com/pdf/EDB1750T.pdf

тоже имеет пакет EI96. Так что я с моими 18Ватт (50Гц) на том же пакете не сильно и переборщил по сравнению с этим.  

Индукция выбрана неверно, диаметр провода тоже неверно. Число витков в первичной обмотке тоже слишком большое для выбранного пакета.

Индукция - а какую надо было? Вроде слышал, что 0.5-0.6 для Аудио... Или это для лютого хайЭнда?
диаметр провода - OK, значит по RMS считать. тогда 0.22мм выходит. (плотность тока задирать выше 2А/мм^2 я не хочу)
число витков - посчитанно чтоб добится 0.6Т на данном сердечнике.
400В там реально будут, по 200В на каждой стороне.

[Beermonza]

Hammond чудят с трансформаторами и документацией, ...чисто из коммерческих соображений, дабы привить потребителям стереотип "больше, значит лучше", и им плевать, что вы отдадите за 30 Вт звуковой мощности 7000 рублей (или 3500 р. по старой цене).

Для типичного маршаллоида "18Watt" много не надо. Чисто по-человечески жалко столько материала вложить, и он будет лежать мертвым грузом, ...только весит больше. Решение конечно за Вами, но если нужен был совет, то это он и есть: берите максимум на 40 Вт железа.

Индукция в районе 0,5 Тл - это для однотактных УМ, чтобы не намагничивать сердечник при сигнале (в покое и так подмагничивание). Для двухтактных УМ индукция от 0,8 до 1,2 Тл., для 20 Вт можно взять 0,75 Тл.

Средний ток для каждой полуобмотки в 2 раза меньше, плечи работают поочерёдно. Я умышленно добавляю сечения сверх достаточного, чтобы снизить паразитное активное сопротивление провода. Для 20 Вт - 0,2 мм, для 40 Вт - 0,35 мм, для 50 Вт - 0,4 мм и т.д. Это для классического АВ1 класса.

[ДмитрийЗл]

Понятно. Спасибо!

А как будет с двойной мощностью, 2е пары выходных ламп?
Вообще идея была сделать "универсальный" - чтоб работал на одну и две пары, нагрузку просто перетыкать на разные обмотки.

Там получается проблемка - нужно сечение для бОльшего тока двух пар, а так же большая индуктивность для одной пары.
т.е. 0.3-0.35мм провод, но и L минимум 24H.
Плюс железо я думал стыковать не чередуя E, I пластины, а блоками по 5-10 пластин в одну сторону.
Пару другую милиампер постоянки (разбаланса) он должен уметь переварить.
Это уменьшит МЮ (увеличит зазор), нужно будет больше витков, чтоб набрать 24Н.

Что посоветуете в этом случае?

 

[Beermonza]

А как будет с двойной мощностью, 2е пары выходных ламп?
Вообще идея была сделать "универсальный" - чтоб работал на одну и две пары, нагрузку просто перетыкать на разные обмотки.

Нагрузку лучше не трогать, число витков во вторичных обмотках 4/8/16 Ом соответствуют расчётному сопротивлению, индукции, нижней границе, плотности тока и коэффициенту связи. Как временная вынужденная мера гитарист может перебросить динамик в другой разъём, но качество звука всегда становится хуже.

Посмотрите схему ультралинейных каскадов. Можно часть первичной обмотки выполнить проводом 0,35 мм, для 4К приведённого сопротивления к 4хEL84, а остальное - проводом 0,2 мм, для 8К приведённого сопротивления к 2хEL84. У первичной обмотки будет 5 выводов, коммутировать нужно первичную.

Я убедился, что специализированный трансформатор лучше чем универсальный.

[ДмитрийЗл]

Ну вот... только я собрался писать запрос на EI78, приходит письмо от производителя... типа мало пластин не продаём, минимум тысячу, но вот вам 100 штук EI96 - на пробу.
Я давно им писал, спрашивал ещё про 96.

Короче - это знак! На халяву и уксус сладкий, и много железа бесполезного поставить не жалко...
Мотать на таком железе выходник специализированный для одной пары - кощюнство, буду делать для двух... но, чтоб и с одной парой работал хорошо

На счёт универсала - а разве не пойдёт вот так? -
есть обмотки 8к:8, ставим на выходе 4, получаем 4к:4?

Понятно, что толщина вторички при этом должна соответствовать току двух ламп, а индуктивность (нижняя граница) должна подходить для импедансов одной пары.
Но ведь окно большое, заполнять так и так надо всё

Просто если мотать первичку с раздельными отводами - я понятия не имею как сделать секционирование...

А так вроде получится
8к : 4,8,16 и
4к : 2,4,8  
Два ома конечно бесполезно, но 4 и 8 вполне хватит

Что не так, какие будут проблемы?
Чем это решение хуже 5-отводной первички?

магнитная связь из-за размеров конечно станет хуже, но ведь это всего лишь гитара

Спасибо за помощь!

[Beermonza]

Раз делают подарок, можно приспособить. ...не люблю слово "халява" и стараюсь держаться подальше от её постоянных соискателей. С этим пакетом можно сделать полноценный 50-ваттный гитарный звуковой трансформатор, с хорошим КПД.

Вообще, чтобы не париться с секционированием, лучше тогда намотать 8К : 4/8/16 и подключать динамик 8 Ом в 16-омный выход. Вторичные обмотки умощнить, первичную выполнить так же проводом 0,35 мм. ВЧ - 18 кГц можно получить на одном каркасе без перегородки на секционировании П-В-П-В-П-В-П, для 20 кГц, дополнительную группу В-П-В, центральная секция первичной получит отвод на +325В от середины, будет даже больше, около 22-25 кГц.

ИТОГО: П1 - В8.1 - П2 - В4.1 - П3.1 + П3.2 - В4.2 - П4 - В8.2 - П5 - В16, на каркас последовательно.

Коммутация первичной: {анод 1} - П1 - П5 - П3.2 + П3.1 - П2 - П4 - {анод 2}.
Коммутация вторичной: {земля} - В4.2 - В4.1 - {4 Ом} - В8.1||В8.2 - {8 Ом} - В16 - {16 Ом}

Секция 8 Ом состоит из двух одинаковых, включенных параллельно. Секция 16 Ом поверх всех обмоток, одновременно работает как экран.

Если делать через коммутацию 5-выводной первичной, то там тоже просто, ...крайние секции будут для 4К, а для 8К - внутри.

[ДмитрийЗл]

Сижу перевариваю.

Т.е. вы предлагаете делать отдельно все обмотки.

почему 8-омные паралельно-  понятно.
А почему 4-омные из двух последовательных? (получается два по Ому)

Можно же сделать две по 4 и ставить их последовательно для 16 Ом и паралельно для 4. Тогда не надо мотать шестнадцать. А экран сделать фольгой.

Было бы очень интересно узнать причины.

Я в упор не вижу, зачем оно так надо!

[Beermonza]

Я в упор не вижу, зачем оно так надо!

Вся вторичная обмотка - цельная. У неё есть 3 последовательные секции с отводами на 4, 8 и 16 Ом. Обычно секция на 4 Ома содержит больше всего витков и большим сечением провода. Её выгодно намотать из последовательных половинок, на ровные два слоя через секцию первичной. Далее к ней последовательно присоединяется секция с выводом на 8 Ом. В ней витков мало, и почти всегда она хорошо ложится в один слой, и бывает даже пустота в слое. Я мотаю такую секцию в несколько проводов меньшего сечения, чтобы заполнить слой целиком. Для снижения влияния индуктивности рассеяния эта секция продублирована, выводы соединены параллельно. И последняя секция вторичной - с выводом на 16 Ом. В ней чуть больше витков чем в предыдущей секции, выгодно намотать последней, и по случаю более тонкого провода и надобности экрана. Получается, куда бы не подключили нагрузку, везде есть достаточное секционирование, притом - без излишеств. По виткам вся сборная вторичная соответствует нагрузке на 16 Ом.

Вот так покажу, для быстрого понимания. Допустим, по расчётам:

4 Ом - 76 вит.
8 Ом - 108 вит.
16 Ом - 152 вит.

Это если выполнять обмотки отдельно друг от друга, или какую-то одну. А если делать универсальную с отводами, то она распределится по секциям так:

76+32+44 вит.

т.е.

{земля} - 76 - {4 Ом} - 32 - {8 Ом} - 44 - {16 Ом}

В Вашем случае по плану будет так:

{земля} - 38 + 38 - {4 Ом} - 32||32 - {8 Ом} - 44 - {16 Ом}

Заполнение надо считать отдельно.

[ДмитрийЗл]

Всё ясно, просто у меня в голове это по другому немного виделось.

Я думал так:
-делаю намотку 4 Ома, но два раза по 76Витков (если принять ваш пример) проводом тоньше, а не 2 раза по 38 толстым. Конечно через слой первички.

Это даёт мне 4 (||) и 16 (посл.)

Потом делаю ещё два слоя вторички по 76*Корень(2) - 76, т.е. 32витка. Их паралельно.

И 8 Ом получается, если взять первые ||,  вторые || и соединить их последовательно. т.е. для 8 Ом используются все вторичные обмотки.

Этот вариант будет работать, или есть проблемы?
Наверное надо будет прикинуть в каком варианте получается лучшее заполнение по слоям. Мне кажется больше витков тонкого провода полегче будет уместить ровно
 

[Beermonza]

Этот вариант будет работать, или есть проблемы?
Наверное надо будет прикинуть в каком варианте получается лучшее заполнение по слоям. Мне кажется больше витков тонкого провода полегче будет уместить ровно

Вариант рабочий, только коммутация сложная, вернее не оперативная. Проще сделать отводы и сразу на все поставить отдельные гнёзда, без переключателей, ...классика жанра.

По заполнению параллельные многовитковые обмотки занимают больше места. Надо смотреть в каждом конкретном случае.

[ДмитрийЗл]

Вариант рабочий, только коммутация сложная, вернее не оперативная. Проще сделать отводы и сразу на все поставить отдельные гнёзда, без переключателей, ...классика жанра.

Согласен... тоже подумал, что соединять это - будут заморочки.

Железо пока не приехало. Когда приедет - попробую замерить индуктивность 100витков...заодно потренируюсь мотать - никогда не делал.
Вот с бобиной у меня вопрос - брать готовую, она очень толстостенная, окно жалко. Да и хотел всё-же два отсека... оно для меня логичней выходит
Самому делать - не знаю из чего  

[Beermonza]

Вот с бобиной у меня вопрос - брать готовую, она очень толстостенная, окно жалко. Да и хотел всё-же два отсека... оно для меня логичней выходит
Самому делать - не знаю из чего

С готовой проще, есть лепестки на распайку проводов. Сделать каркас можно из гетинакса. Картон лучше не использовать, он мягкий и впитывает влагу. Я делал без боковин на шпуле из гетинакса, толщиной 1 мм. Приходится держать отступ и проклеивать по бокам, что съедает заполнение. Перегородку ровно поставить у меня не получалось, всегда есть какой-то перекос в доли миллиметра, который сказывается потом при сравнении параметров половин (мотал впритык). Плюс по высоте вертикальные секции получаются разные. Проще без перегородки, а активное сопротивление провода уравнивается само собой при коммутации. Предпочитаю готовый каркас из полимеров.

Изоляция по секциям должна выдерживать 3 кВ.

[ДмитрийЗл]

Изоляция - вот такая пойдёт?
http://www.mouser.com/ds/2/1/78-8124-4711-4-10073.pdf

это  0.02мм полиэстер. 130°, 5кВ
Или лучше взять 0.05мм?

И как быть с пост-обработкой?
типа в вакс его, эпоксидку, лаком покрыть...

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
витков в первичке:
Если взять 0.8Т с моим сечением и 50Гц, выходит около 1440 витков.
Если делать 6 секций, то выходит по 240 витков. По моему как раз влезает в два слоя на ширину 44мм проводом 0.35

Этого достаточно или нужно больше?
Я боюсь, что не наберётся 24Н

[Beermonza]

Изоляция - вот такая пойдёт?
http://www.mouser.com/ds/2/1/78-8124-4711-4-10073.pdf

это 0.02мм полиэстер. 130°, 5кВ
Или лучше взять 0.05мм?

Которая 0,058 мм и 5 кВ - возможно. В любом случае надо по 3-4 слоя делать для толщины изоляции между секциями около 0,2 мм, для термостойких полимеров. А для малярного скотча на бумажной основе с натуральным каучуковым слоем - около 0,4 мм. Это делается на случай, если отвалится нагрузка и индукционным образом начнётся генерация выбросов более 2 кВ. Трансформатор весь прошьёт произвольным образом ("где тонко"), потом перематывать заново. Есть конечно средства защиты, но они редко применяются.

Между слоями достаточно одного слоя, хоть полиэстера, хоть малярного скотча.

И как быть с пост-обработкой?
типа в вакс его, эпоксидку, лаком покрыть...

Ничего не надо, намотка держится за счёт клеящего слоя изолирующих плёнок. Все провода перед выводом на лепесток в тефлоновые трубки и фиксировать теми же плёнками - так называемыми "электротехническими скотчами".

витков в первичке:
Если взять 0.8Т с моим сечением и 50Гц, выходит около 1440 витков.
Если делать 6 секций, то выходит по 240 витков. По моему как раз влезает в два слоя на ширину 44мм проводом 0.35

Этого достаточно или нужно больше?
Я боюсь, что не наберётся 24Н

Быстро не скажу, нужно потратить время на расчёты. Будет ещё зависеть от того, как выполняется зазор, ...тут подсчитать невозможно, нужно измерить индуктивность в сборе.

[ДмитрийЗл]

Спасибо вам огромное.
А как быть с защитой от влаги? Или просто сверху намотать побольше слоёв плёнки?

 

Будет ещё зависеть от того, как выполняется зазор, ...тут подсчитать невозможно, нужно измерить индуктивность в сборе.

думал стыковать группами по 5 пластин, чередуя группы (5 пластин Е вверху, 5 пластин I, итд.)
Зазор должен получится, но небольшой. Заказал катушку (две разные, с перегородкой и без) и 10м изоляции.
Как прийдёт, попробую намотать один слой и посмотрю, что получится.

ещё вопрос - есть ли смысл менять направление обмотки в первичке (по часовой, против)?
На двухотсечной катушке наверное да, а на обычной?

[Beermonza]

Спасибо вам огромное.
А как быть с защитой от влаги? Или просто сверху намотать побольше слоёв плёнки?

Пустяки.

Если каркас пластиковый, то ничего не нужно, просто финишная плёнка в 3-4 слоя и всё. Это только картон от влажности в помещении может не сдержать аварийную генерацию высоковольтных импульсов. Его по боковине и прошивает, где витки находятся впритык, ...дуга бьёт в обход межсекционной изоляции по картону, и ещё по слою пробивает каждый виток в нескольких местах. Бывает, разматываю первичную обмотку какого-нибудь силовика, а провод весь в чёрных точках, ага! какой-то чудак воткнул в сеть вторичкой, предохранитель спас её, а первичной досталось ~4 кВ, провод в мусорное ведро.

Есть конечно специальный картон, пропитанный компаундом, но такой и найти сложно. Или как вариант, дополнительно защитить все поверхности термоплёнкой. ПЭТ для выпечки тоже годится.

ещё вопрос - есть ли смысл менять направление обмотки в первичке (по часовой, против)?
На двухотсечной катушке наверное да, а на обычной?

Без перегородки - смысла нет. Все секции мотаются в одном направлении.

Есть ещё хитрость. Поскольку окно большое, каждый слой лучше мотать с возвратом. Укладываете первый слой, клеите изоляцию, как плёнка сделает полный оборот, конец провода слоя проложите обратно на противоположную сторону, а остатком плёнки прижмите этот "возврат". Провод возврата будет между двух концов плёнки. Это приём значительно снижает собственную ёмкость первичной обмотки, ...Вам, с желанием получить 20 кГц, стоит применить.

[ДмитрийЗл]

Я видел, что количество витков для вторички высчитывают по разному.
Некоторые просто берут 4,8,16 Ом
А иногда расчёт делают от 3,6,12   (для тех же номинальных 4,8,16), т.е. где-то по статическому сопротивлению

Как быть?