Transformatori za UMZCH

Jedan od najpopularnijih dizajna radioamatera su pojačala zvuka UMZCH, Za kvalitetno slušanje glazbenih programa kod kuće, najčešće koriste prilično moćna, 25 ... 50W / kanalna, obično stereo pojačala.

Takva velika snaga uopće nije potrebna kako bi se dobio vrlo visok glasnoća: pojačalo koje radi na polovici snage omogućava čistiji zvuk, izobličenja u ovom načinu rada, pa čak i najbolji UMZCH ih ima, gotovo su nevidljivi.

Prilično je teško sastaviti i postaviti dobar moćan UMZCH, ali ta je tvrdnja istinita ako je pojačalo sastavljeno od diskretnih dijelova - tranzistora, otpornika, kondenzatora, dioda, možda čak i operativna pojačala, Takav dizajn može napraviti dovoljno kvalificirani radioamater, koji je već sastavio više od jednog ili dva pojačala, spaljivši pri prvim eksperimentima ni jedan kilogram snažnih izlaznih tranzistora.

Moderni sklopovi izbjegavaju takve materijalne, i što je najvažnije, moralne troškove. Da biste sastavili dovoljno moćan i kvalitetan UMZCH, možete kupiti jedan ili dva mikro kruga, dodati nekoliko pasivnih dijelova na njih, sve ovo lemiti na maloj štampanoj ploči i molim vas, prije nego što napravite UMZCH, koji će raditi odmah nakon uključivanja.

Kvaliteta reprodukcije bit će vrlo dobra. Naravno, neće biti moguće dobiti zvuk „cijevi“, ali će mnoga vlasnička, a posebno kineska pojačala, ostaviti iza sebe. Živi primjer takvog rješenja problema kvalitetnog zvuka može se smatrati čipom TDA7294.

Bipolarni napon napajanja mikro kruga ima vrlo velik raspon ± 10 ... ± 40V, što omogućava dobivanje snage iz mikro kruga iznad 50 W pri opterećenju od 4Ω. Ako takva snaga nije potrebna, jednostavno malo spustite napon napajanja. Izlazna faza pojačala izrađena je na terenskim tranzistorima, što osigurava dobru kvalitetu zvuka.

Vrlo je teško onesposobiti čip. Izlazna faza ima zaštitu od kratkog spoja, osim toga postoji i termička zaštita. Čip, kao pojačalo, radi u klasi AB, čija je učinkovitost 66%. Stoga, za dobivanje izlazne snage 50 W, trebat će vam izvor napajanja snage 50 / 0,66 = 75,757 W.

Sklopljeno pojačalo je montirano na radijatoru. Da biste smanjili dimenzije radijatora, uopće nije loše što toplinu iz radijatora uklanja ventilator. U te je svrhe sasvim prikladan mali računalni hladnjak, na primjer, s video kartica. Dizajn pojačala prikazan je na slici 1.

Slika 1. Pojačalo na TDA7294 čipu

Treba napomenuti malu značajku TDA7294 čipa. Za sve tako snažne mikro krugove, stražnja metalna stražnja strana s rupom za pričvršćivanje na radijator povezana je zajedničkom žicom s krugom. To vam omogućuje fiksiranje čipa na metalnom kućištu pojačala bez izolacijske trake.

Na čipu TDA7294 ovaj pričvršćivač je električno spojen na negativni terminal izvora napajanja, terminal 15. Stoga je izolirajuće brtvilo s toplotnom provodnom pastom KPT-8 jednostavno potrebno. Još bolje, ako je mikrokontroler postavljen na radijator bez polaganja uopće, samo pomoću paste za provođenje topline, a sam je radijator izoliran od tijela (zajedničke žice) pojačala.

Slika 2. Tipični sklopni sklop TDA7294

O pojačalima možemo puno govoriti o TDA7294 čipu, a onih nekoliko redaka koji su napisani gore uopće se ne pretvaraju u potpune informacije. Ovo pojačalo se spominje samo kako bi pokazalo kolika će snaga transformatoru trebati, kako odrediti njegove parametre, jer se članak zove „Transformatori za UMZCH“.

Često se dogodi da konstrukcija započne stvaranjem prototipa, čija se snaga proizvodi iz laboratorijskog napajanja. Ako se shema pokazala uspješnom, započinju svi preostali radovi na "stolariji": izrađuje se slučaj ili se koristi odgovarajući industrijski uređaj. U istoj fazi proizvodi se napajanje i odabire se odgovarajući transformator.

Pa kakav je transformator potreban?

Malo je izračunato da bi snaga napajanja trebala biti najmanje 75 vata, a to je za samo jedan kanal. Ali gdje sada možete pronaći monofonsko pojačalo? Ovo je bar dvokanalni uređaj. Stoga je za stereo opciju potreban transformator snage najmanje sto pedeset vata. Zapravo, to nije sasvim istina.

Takva velika snaga može biti potrebna samo ako je pojačan sinusoidni signal: samo je napao sinusoid na ulaz i sjedio, slušao. Ali dugo slušanje monotonog tugovanja ne može biti zadovoljstvo. Stoga normalni ljudi češće slušaju glazbu ili gledaju filmove sa zvukom. Tu utječe razlika između glazbenog signala i čistog sinusnog vala.

Pravi glazbeni signal nije sinusoid, već kombinacija velikih kratkoročnih vrhova i dugoročnih signala male snage, pa je prosječna snaga potrošena iz izvora napajanja mnogo manja.

Slika 3. Stvarna snaga zvuka. Srednji nivoi (žuta linija) sinusnih i stvarnih zvučnih signala na istim maksimalnim razinama

Kako izračunati napajanje UMZCH

Metodologija izračuna napajanja navedena je u članku "Izračun napajanja za pojačalo snage", koji se može naći na linku,

U članku se razmatraju odabir parametara napajanja, gdje također možete preuzeti program za proračun napajanja uzimajući u obzir značajke reproduciranih glazbenih programa. Program radi bez instalacije u sustavu, samo raspakirajte arhivu. Rezultati programa spremaju se u tekstualnu datoteku koja se pojavljuje u mapi u kojoj se nalazi program za izračun. Snimke zaslona programa prikazane su na slikama 4 i 5.

Slika 4. Unos podataka u program proračuna

Izračuni su izvedeni za napajanje sastavljeno prema shemi prikazanoj na slici 5.

Slika 5. Napajanje UMZCH. Rezultati izračuna

Dakle, za dvokanalno pojačalo od 50 W s opterećenjem od 4Ω potreban je transformator od 55 W. Sekundarno navijanje s sredinom točke s naponima 2 * 26.5V sa strujom opterećenja od 1A. Iz tih razloga trebali biste odabrati transformator za UMZCH.

Čini se da se transformator pokazao prilično slabim. Ali, ako pažljivo pročitate gore spomenuti članak, onda sve pada na svoje mjesto: autor dovoljno uvjerljivo govori koje kriterije treba uzeti u obzir pri proračunu UMZCH napajanja.

Ovdje možete odmah postaviti kontra pitanje: "A hoće li snaga transformatora pri ruci biti veća od proračunske?". Da, neće se dogoditi ništa loše, samo će transformator raditi poluglasno, neće se posebno naprezati i jako se zagrijati. Prirodno, izlazni naponi transformatora trebaju biti isti kao izračunati.

Ukupna snaga transformatora

Nije teško primijetiti da što je transformator snažniji, veća je njegova veličina i težina. A to uopće nije iznenađujuće, jer postoji takva stvar kao što je ukupna snaga transformatora. Drugim riječima, što je transformator veći i teži, to je veća i njegova snaga, veća je snaga opterećenja spojenog na sekundarno navijanje.

Izračun ukupne snage po formuli

Da biste odredili ukupnu snagu transformatora, dovoljno je izmjeriti geometrijske dimenzije jezgre jednostavnim ravnalom, a zatim s prihvatljivom točnošću sve izračunati pomoću pojednostavljene formule.

P = 1,3 * Sc * Dakle,

gdje je P ukupna snaga, Sc = a * b je područje jezgre, pa je = c * h područje prozora. Mogući tipovi jezgara prikazani su na slici 5. Jezgre sastavljene prema HL shemi nazivaju se oklopnim, dok se podmornice nazivaju jezgrom.

Slika 6. Vrste transformatorskih jezgara

U udžbenicima elektrotehnike formula za izračunavanje ukupne snage je fenomenalna i mnogo duža. U pojednostavljenoj formuli prihvaćeni su sljedeći uvjeti koji su svojstveni većini mrežnih transformatora, samo neke prosječne vrijednosti.

Smatra se da je učinkovitost transformatora 0,9, frekvencija mrežnog napona 50 Hz, gustoća struje u namotima 3,5 A / mm2, a magnetska indukcija 1,2 T. Nadalje, faktor punjenja bakra je 0,4, a faktor punjenja bakra 0,9. Sve ove vrijednosti uključene su u “stvarnu” formulu za izračun ukupne snage. Kao i svaka druga pojednostavljena formula, ova formula može dati rezultat s pogreškom od pedeset posto, takva je cijena koja se plaća za pojednostavljenje izračuna.

Ovdje je dovoljno prisjetiti se barem učinkovitosti transformatora: što je veća ukupna snaga, veća je i učinkovitost. Dakle, transformatori snage 10 ... 20 W imaju učinkovitost 0,8, a transformatori 100 ... 300 W i više imaju učinkovitost 0,92 ... 0,95. U istim granicama mogu se mijenjati i druge količine koje su dio "prave" formule.

Formula je, naravno, prilično jednostavna, ali u direktorijima postoje tablice u kojima je „sve već izračunato za nas“. Stoga nemojte komplicirati svoj život i iskoristite gotov proizvod.

Slika 7. Tablica za određivanje ukupne snage transformatora. Vrijednosti izračunate za 50Hz

Treća znamenka u označavanju jezgre podmornice označava parametar h - visinu prozora, kao što je prikazano na slici 6.

Pored ukupne snage, tablica također ima tako važan parametar kao što je broj okretaja po volti. Štoviše, primjećuje se takav obrazac: što je veća veličina jezgre, to je manji broj okretaja po volti. Za primarno navijanje ovaj je broj naveden u pretposljednjem stupcu tablice. Posljednji stupac označava broj okretaja po volti za sekundarne namote, koji je malo veći nego u primarnom namotu.

Ova razlika je zbog činjenice da je sekundarno navijanje smješteno dalje od jezgre (jezgre) transformatora i da je u oslabljenom magnetskom polju od primarnog namota. Da bi se kompenziralo ovo slabljenje, potrebno je malo povećati broj okreta sekundarnih namota. Ovdje stupa na snagu određeni empirijski koeficijent: ako je pri struji u sekundarnom namotu 0,2 ... 0,5 A broj zavoja pomnožen s faktorom 1,02, tada se za struje od 2 ... 4 A koeficijent povećava na 1,06.

Kako odrediti broj okretaja po volti

Mnoge su formule elektrotehnike empirijske, dobivene metodom brojnih eksperimenata, kao i pokušajima i pogreškama. Jedna od tih formula je formula za izračun broja okretaja po volti u primarnom namotu transformatora. Formula je vrlo jednostavna:

ω = 44 / S

ovdje se čini da je sve jasno i jednostavno: ω je željeni broj okretaja / volti, S je površina jezgre u kvadratnim centimetrima, ali 44 je, kako neki autori kažu, konstantan koeficijent.

Ostali autori zamjenjuju 40 ili čak 50 u ovoj formuli „konstantnim koeficijentom“. Dakle, tko je u pravu, a tko nije?

Da biste odgovorili na to pitanje, formula bi trebala biti lagano transformirana, umjesto da "stalni koeficijent" zamijeni slovo, dobro, barem K.

ω = K / S,

Tada se umjesto konstantnog koeficijenta dobije varijabla ili, kako programeri kažu, varijabla. Ova varijabla može poprimiti različite vrijednosti, prirodno, do određene mjere. Veličina ove varijable ovisi o izvedbi jezgre i kvaliteti čelika transformatora. Obično se varijabla K nalazi u rasponu 35 ... 60. Manje vrijednosti ovog koeficijenta dovode do strožeg načina rada transformatora, ali olakšavaju navijanje zbog manje okreta.

Ako je transformator dizajniran za rad u visokokvalitetnoj audio opremi, tada je K odabran što je moguće viši, obično 60.To će vam pomoći da se riješite smetnji u frekvenciji mreže koja dolazi od transformatora.

Sada možete pogledati tablicu prikazanu na slici 7. Na njoj se nalazi jezgra ŠL32X64 s površinom od 18,4 cm2. Predzadnji stupac tablice označava broj okreta po voltu za primarno navijanje. Za željezo je ŠL32X64 1,8 okretaja / V. Da biste saznali koju veličinu K su programeri vodili u izračunavanju ovog transformatora, dovoljno je napraviti jednostavan proračun:

K = ω * S = 1,8 * 18,4 = 33,12

Tako mali koeficijent sugerira da je kvaliteta željeza transformatora dobra ili se jednostavno nastoji uštedjeti bakar.

Da, stol je dobar. Ako postoji želja, vrijeme, jezgra i namotavanje žice, ostaje nam samo zavezivanje rukava i navijanje potrebnog transformatora. Još je bolje možete li kupiti odgovarajući transformator ili ga dobiti iz vlastitih „strateških“ rezervi.

Industrijski transformatori

Nekada davno sovjetska industrija proizvela je čitav niz malih transformatora: TA, TAN, TN i CCI. Ove kratice su dešifrirane kao, anodni transformator, anodna vlakna, nitna i transformator za napajanje poluvodičke opreme. To je transformator marke TPP možda najprikladniji za gore spomenuto pojačalo. Transformatori ovog modela dostupni su s kapacitetom od 1,65 ... 200W.

S nazivnom snagom od 55 W, sasvim je pogodan transformator TPP-281-127 / 220-50 snage 72W. Iz oznake se može razumjeti da se radi o transformatoru za napajanje poluvodičke opreme, serijskog broja razvoja 281, napona primarnog namota 127 / 220V, mrežne frekvencije 50Hz. Posljednji parametar je vrlo važan s obzirom na to da su transformatori CCI dostupni i na frekvenciji od 400 Hz.

Slika 8. Parametri transformatora TPP-281-127 / 220-50

Primarna struja je prikazana za napone 127 / 220V. Donja tablica prikazuje napone i struje sekundarnih namotaja, kao i transformatorske vodi na koje su ta namota lemljena. Shema cijele vrste transformatora CCI je jedna: svi isti namoti, svi isti brojevi pin. Ovdje su samo naponi i struje namotaja za sve modele transformatora različiti, što vam omogućuje odabir transformatora za bilo koju priliku.

Sljedeća slika prikazuje električni dijagram transformatora.

Slika 9. Električni krug transformatora CCI

Za jedinicu napajanja dvokanalnog pojačala snage 50 W, čiji je primjer naveden malo iznad, potreban je transformator snage 55 W. Sekundarno navijanje s sredinom točke s naponima 2 * 26.5V sa strujom opterećenja od 1A. Sasvim je očito da će za postizanje takvih napona biti potrebno spojiti međufazne namote od 10 i 20V, a u antifaznom namotu 2,62 V

10 + 20-2,62 = 27,38 V,

što je gotovo u skladu s izračunom. Postoje dva takva namota, koja su serijski povezana u jedno sa sredinom. Priključak za namatanje prikazan je na slici 10.

Slika 10. Spajanje namota transformatora TPP-281-127 / 220-50

Primarni namoti povezani su u skladu s tehničkom dokumentacijom, iako možete koristiti i druge slavine, koje će preciznije odabrati izlazni napon.

Kako spojiti sekundarne namote

Namota 11-12 i 17-18 povezani su u fazi - kraj prethodnog namota, s početkom sljedećeg (početak namotaja označen je točkom). Rezultat je pojedinačno navijanje s naponom od 30 V, a prema uvjetima zadatka potrebno je 26.5. Da bi se približili ovoj vrijednosti, namoti 19-20 povezani su s namotima 11-12 i 17-18 u antifazi. Ta je veza prikazana plavom linijom, dobivena je polovica namota s srednjom točkom. Crvena linija prikazuje spoj druge polovice namotaja prikazanog na slici 5. Priključak točaka 19 i 21 tvori sredinu namotaja.

Serija i paralelna namotaja

S serijskim spojem, najbolje je ako su dopuštene struje namotaja jednake, izlazna struja za dva ili više namota bit će ista.Ako je struja jednog od namotaja manja, to će biti izlazna struja rezultirajućeg namotaja. To je dobro kad postoji dijagramski krug transformatora: samo lepite skakače i izmjerite što se dogodilo. A ako nema sheme? O tome će se govoriti u sljedećem članku.

Također je dopušteno paralelno spajanje namotaja. Ovdje je zahtjev takav: napon namotaja mora biti isti, a veza je u fazi. U slučaju transformatora TPP-281-127 / 220-50, moguće je spojiti dva namota od 10 Volta (vodi 11-12, 13-14), dva namota od 20 volta (vodi 15-16, 17-18), dva namota na 2.62V (zaključci 19-20, 21-22). Nabavite tri namota strujom 2.2A. Spajanje primarnog namota vrši se u skladu s referentnim podacima transformatora.

Tako se dobro ispostavi ako su podaci transformatora poznati. Jedan od važnih parametara transformatora je njegova cijena koja u velikoj mjeri ovisi o mašti i aroganciji prodavatelja.

Razmotreni kao primjer, transformator TPP-281-127 / 220-50 od raznih internetskih prodavača nudi se po cijeni od 800 ... 1440 rubalja! Pristanite da će biti skuplji od samog pojačala. Izlaz iz ove situacije može biti upotreba odgovarajućeg transformatora dobivenog od stare opreme za kućanstvo, na primjer, od televizora sa lampom ili starih računala.

Boris Aladyskin

Pročitajte i na ovu temu:Kako odrediti nepoznate parametre transformatora