Transzformátorok az UMZCH-hoz

Az egyik legnépszerűbb amatőr rádiótervezés hangteljesítmény-erősítők UMZCH. Az otthoni zenei programok kiváló minőségű hallgatásához a legtöbb esetben meglehetősen nagy teljesítményű, 25 ... 50 W / csatornás, általában sztereo erősítőket használnak.

Ilyen nagy teljesítményre egyáltalán nincs szükség ahhoz, hogy nagyon nagy hangerőt érjen el: az fele erőteljesítményű erősítő tisztább hangot ad, torzulásokat biztosít ebben az üzemmódban, és még a legjobb UMZCH készülékek is, szinte láthatatlanok.

Meglehetősen nehéz összeállítani és beállítani egy jó nagy teljesítményű UMZCH-t, de ez az állítás igaz, ha az erősítőt különálló részekből - tranzisztorok, ellenállások, kondenzátorok, diódák, esetleg akár operációs erősítők. Ilyen tervezést megtehet egy megfelelő képesítéssel rendelkező rádióamatőr, aki már több mint egy vagy két erősítőt összeállított, és az első kísérletek során nem egy kilogramm nagy teljesítményű tranzisztorral égette el.

A modern áramkör elkerüli az ilyen anyagokat, és ami a legfontosabb: az erkölcsi költségeket. Egy kellően nagy teljesítményű és jó minőségű UMZCH összeállításához vásárolhat egy vagy két mikroáramkört, adhat hozzá néhány passzív alkatrészt, forraszthatja mindezt egy kicsi nyomtatott áramköri kártyára, és kérjük, mielőtt az UMZCH-t megkezdi, amely a bekapcsolás után azonnal működni fog.

A lejátszás minősége nagyon jó lesz. Természetesen nem lesz lehetséges „cső” hangot kapni, ám sok szabadalmaztatott és különösen kínai erősítő elmarad. A kiváló minőségű hang probléma ilyen megoldásának élénk példája a TDA7294 chip.

A mikroáramkör bipoláris tápfeszültsége nagyon nagy, ± 10 ... ± 40 V, és ez lehetővé teszi a mikroáramkör 50W-nál nagyobb teljesítményének nyerését 4 obtain terhelésnél. Ha ilyen teljesítményre nincs szükség, egyszerűen enyhén csökkentse a tápfeszültséget. Az erősítő kimeneti fázisa mezőhatású tranzisztorokon készül, ami biztosítja a jó hangminőséget.

Nagyon nehéz letiltani a chipet. A kimeneti fokozat védelmet nyújt rövidzárlat ellen, továbbá hővédelem is van. A chip, mint erősítő, az AB osztályban működik, amelynek hatékonysága 66%. Ezért 50 W kimeneti teljesítmény eléréséhez 50 / 0,66 = 75,757 W teljesítményű tápegységre van szükség.

Az összeszerelt erősítőt a radiátorra kell felszerelni. A hűtő méreteinek csökkentése érdekében nem rossz az, hogy a hűtőből származó hőt ventilátor távolítja el. Ezekre a célokra egy kicsi számítógép-hűtő, például videokártyákból, nagyon megfelelő. Az erősítő kialakítását az 1. ábra mutatja.

1. ábra: Erősítő a TDA7294 chipen

Meg kell említeni a TDA7294 chip kis tulajdonságát. Az összes ilyen erős mikroáramkör esetében a hátsó fém hátlapot a radiátorhoz történő csatlakoztatással ellátott lyukkal közös áramköri vezetékhez kell csatlakoztatni. Ez lehetővé teszi, hogy rögzítse a chipet az erősítő fémházán szigetelőcsík nélkül.

A TDA7294 forgácson ezt a rögzítőelemet elektromosan csatlakoztatják az áramforrás negatív kivezetéséhez, a 15. kivezetéshez. Ezért egyszerűen szükség van egy KPT-8 hővezető paszta szigetelő tömítésére. Még jobb, ha a mikroáramkört a radiátorra egyáltalán nem fektetik be, csak hővezető pasztával, és maga a radiátor el van távolítva az erősítő testétől (közös huzal).

2. ábra. Tipikus TDA7294 kapcsoló áramkör

Sokat lehet mondani a TDA7294 chip erősítőiről, és az a néhány sor, amelyet fent írtunk, egyáltalán nem állít teljes információt. Ezt az erősítőt csak azért említik, hogy megmutassák, mekkora energiára van szükség egy transzformátornak, hogyan lehet meghatározni annak paramétereit, mert a cikk neve „Transformers for UMZCH”.

Gyakran előfordul, hogy az építkezés prototípusok létrehozásával kezdődik, amelyek energiáját a laboratóriumi tápegységből állítják elő. Ha a rendszer sikeresnek bizonyult, akkor megkezdődik az összes „asztalos” munka: az ügyet elkészítik, vagy egy hasonló ipari berendezésből megfelelő készüléket használnak. Ugyanebben a szakaszban készül a tápegység és kiválasztják a megfelelő transzformátort.

Szóval milyen transzformátorra van szükség?

Kicsit magasabbnak számították, hogy az áramellátásnak legalább 75 wattnak kell lennie, és ez csak egy csatornára vonatkozik. De hol található most egy monofonikus erősítő? Most ez legalább egy kétcsatornás eszköz. Ezért a sztereó opcióhoz legalább százötven watt teljesítményű transzformátorra van szükség. Valójában ez nem teljesen igaz.

Ilyen nagy teljesítményre csak akkor lehet szükség, ha szinuszos jelet erősítünk: csak szinuszos energiát alkalmaztunk a bemenetre, és ülünk, hallgattunk. De egy monoton, gyászos zümmögés hosszú hallgatása valószínűleg nem öröm. Ezért a normál emberek gyakrabban hallgatnak zenét vagy hanggal néznek filmeket. Itt érinti a zenei jel és a tiszta szinusz hullám közötti különbség.

Az igazi zenei jel nem szinuszos, hanem a rövid távú csúcsok és az alacsony energiatartalmú hosszú távú jelek kombinációja, tehát az energiaforrásból felvett átlagos energia sokkal kevesebb.

3. ábra. A tényleges hangteljesítmény. A szinuszos és a valós hangjelek középső szintje (sárga vonal) ugyanazon a maximális szinten

Az UMZCH tápegység kiszámítása

A tápegység kiszámításának módszertanát a "kapcsolaton található" "Az erősítő tápegységének kiszámítása" cikk tartalmazza,

A cikk megfontolásokat nyújt az áramellátás paramétereinek megválasztásáról, ahol letöltheti a tápegység kiszámításához szükséges programot is, a reprodukált zenei programok jellemzőinek figyelembevételével. A program telepítés nélkül működik a rendszerben, csak bontsa ki az archívumot. A program eredményeit egy szöveges fájlba menti, amely abban a mappában jelenik meg, ahol a számítási program található. A program képernyőképeit a 4. és 5. ábra mutatja.

4. ábra Adatok bevitele a számítási programba

A számításokat az 5. ábra szerinti séma szerint összeszerelt tápegységre végeztük.

5. ábra: UMZCH tápegység. Számítási eredmények

Így egy 50 W-os, kétcsatornás erősítőhöz, 4 'terheléssel, 55 W-os transzformátorra van szükség. Másodlagos tekercs 2 * 26,5 V feszültséggel rendelkező középponttal, 1A terhelési árammal. Ezen megfontolások alapján választania kell az UMZCH transzformátort.

Úgy tűnik, hogy a transzformátor meglehetősen gyenge. De ha gondosan elolvassa a fentebb említett cikket, akkor minden a helyére kerül: a szerző meglehetősen meggyőzően mondja el, hogy milyen kritériumokat kell figyelembe venni az UMZCH tápegység kiszámításakor.

Itt azonnal feltehet egy ellenkérdést: "És ha a kéznél lévő transzformátor teljesítménye nagyobb lesz, mint a számítás?" Igen, semmi rossz nem fog történni, csak a transzformátor félig működik, nem feszül különösebben és nagyon melegszik. Természetesen a transzformátor kimeneti feszültségének meg kell egyeznie a kiszámított értékkel.

A transzformátor teljes teljesítménye

Nem nehéz észrevenni, hogy minél erősebb a transzformátor, annál nagyobb a mérete és súlya. És ez egyáltalán nem meglepő, mert létezik olyan dolog, mint egy transzformátor teljes teljesítménye. Más szavakkal: minél nagyobb és nehezebb a transzformátor, annál nagyobb az ereje, annál nagyobb a másodlagos tekercshez kapcsolt terhelés teljesítménye.

Az általános teljesítmény kiszámítása a képlet szerint

A transzformátor teljes teljesítményének meghatározásához elegendő egy egyszerű vonalzóval megmérni a mag geometriai méreteit, majd elfogadható pontossággal mindent kiszámítani egyszerűsített képlet segítségével.

P = 1,3 * Sc * Szóval,

ahol P az összteljesítmény, Sc = a * b a mag területe, So = c * h az ablak területe. A magok lehetséges típusait az 5. ábra mutatja. A HL séma szerint összeszerelt magokat páncélozottnak, míg a tengeralattjáró magokat magnak nevezzük.

6. ábra. A transzformátormagotípusok

Az elektrotechnika tankönyveiben az általános teljesítmény kiszámításának képlete félelmetes és sokkal hosszabb. Az egyszerűsített képletben a következő feltételeket fogadják el, amelyek a legtöbb hálózati transzformátor számára jellemzőek, csak néhány átlagolt érték.

Úgy gondolják, hogy a transzformátor hatékonysága 0,9, a hálózati feszültség 50 Hz, a tekercsekben az áram sűrűsége 3,5 A / mm2, a mágneses indukció pedig 1,2 T. Ezenkívül a réz töltési tényezője 0,4, az acél töltési tényezője pedig 0,9. Mindezeket az értékeket a teljes teljesítmény kiszámításához a „valós” képlet tartalmazza. Mint minden más egyszerűsített formula, ez a képlet ötven százalékos hibával adhat eredményt, ilyen például a számítás egyszerűsítéséért fizetett ár.

Itt elegendő legalább a transzformátor hatékonyságát felidézni: minél nagyobb az összteljesítmény, annál nagyobb a hatékonyság. Tehát a 10 ... 20 W teljesítményű transzformátorok hatékonysága 0,8, a 100 ... 300 W vagy annál nagyobb transzformátorok hatékonysága 0,92 ... 0,95. Ugyanezen határokon belül a „valódi” képlet részét képező egyéb mennyiségek is változhatnak.

A képlet természetesen meglehetősen egyszerű, de vannak olyan táblák a könyvtárakban, ahol "mindent már kiszámítottak nekünk". Tehát ne bonyolítsa életét, és vegye igénybe a késztermék előnyeit.

7. ábra: A transzformátor teljes teljesítményének meghatározására szolgáló táblázat. 50Hz-re számított értékek

A tengeralattjáró magjának jelölésekor a harmadik számjegy h paramétert jelöl - az ablak magasságát, a 6. ábra szerint.

A teljes teljesítmény mellett a táblázatnak olyan fontos paramétere is van, mint a fordulatszám / volt. Sőt, egy ilyen mintázat megfigyelhető: minél nagyobb a magméret, annál kisebb a fordulatszám / volt. Az elsődleges tekercsnél ezt a számot a táblázat utolsó előtti oszlopában kell feltüntetni. Az utolsó oszlop jelzi a szekunder tekercsekre eső fordulatszámot, amely kissé nagyobb, mint az elsődleges tekercsnél.

Ez a különbség annak a ténynek a következménye, hogy a szekunder tekercs távolabb van a transzformátor magjától (magjától), és gyengült mágneses mezőben van, mint a primer tekercs. A gyengülés kompenzálásához kissé növelni kell a másodlagos tekercsek fordulatszámát. Itt egy bizonyos empirikus együttható lép hatályba: ha a szekunder tekercsben 0,2 ... 0,5 A áramnál a fordulók számát megszorozzuk 1,02-szer, akkor 2 ... 4 A áram esetén az együttható 1,06-ra növekszik.

Hogyan határozhatjuk meg a feszültség / fordulatszámot?

Az elektrotechnikában sok képlet empirikus, amelyet számos kísérlet, valamint próba és hiba módszerével nyernek. Az egyik ilyen képlet a képlet a transzformátor primer tekercsében a feszültség / fordulatszám kiszámításához. A képlet nagyon egyszerű:

ω = 44 / S

itt úgy tűnik, hogy minden világos és egyszerű: ω a kívánt fordulók / voltok száma, S a mag területe négyzetcentiméterben, de a 44, amint egyes szerzők mondják, állandó együttható.

Más szerzők 40 vagy akár 50-et helyettesítenek az „állandó együttható” képlettel, tehát kinek igaza van, és ki nem?

A kérdés megválaszolásához a képletet kissé átalakítani kell, az „állandó együttható” helyett legalább a K betűt helyettesítve.

ω = K / S,

Ezután állandó együttható helyett egy változót kapunk, vagy, amint a programozók mondják, egy változót. Ez a változó természetesen bizonyos mértékben különböző értékeket vehet fel. Ennek a változónak a nagysága a mag kialakításától és a transzformátor acél minőségétől függ. A K változó általában 35 ... 60 tartományban van. Ennek az együtthatónak a kisebb értékei a transzformátor szigorúbb működési módjához vezetnek, de kevesebb fordulat miatt megkönnyítik a tekercselést.

Ha a transzformátort úgy tervezték, hogy kiváló minőségű audioberendezésben működjön, akkor a K-t a lehető legmagasabbra, általában 60-ra választják.Ez segít megszabadulni az erőátviteli transzformátorból származó hálózat frekvenciájának zavarától.

Most megnézheti a 7. ábrán bemutatott táblázatot. Van egy ШЛ32X64 mag, amelynek területe 18,4 cm2. A táblázat utolsó előtti oszlopa jelzi az elsődleges tekercsenkénti fordulatszámokat. Vas esetében az 32Л32X64 1,8 fordulat / V. Ahhoz, hogy megtudja, milyen nagyságrendű K-t vették figyelembe a fejlesztők ezen transzformátor kiszámításánál, elegendő egy egyszerű számítás elvégzése:

K = ω * S = 1,8 * 18,4 = 33,12

Egy ilyen kicsi együttható arra utal, hogy a transzformátor vas minősége jó, vagy egyszerűen csak a réz megtakarítására törekedett.

Igen, az asztal jó. Ha van kívánság, idő, mag és tekercselő huzal, akkor csak a hüvelyeket tekerje fel és tekerje le a szükséges transzformátort. Még jobb, ha megvásárol egy megfelelő transzformátort, vagy megszerezheti a saját “stratégiai” tartalékából.

Ipari transzformátorok

Egyszer régen a szovjet ipar kis sorozatú transzformátorok sorozatát gyártotta: TA, TAN, TN és CCI. Ezeket a rövidítéseket anód transzformátor, anódszál, izzószál és transzformátorként kell megfejteni a félvezető berendezések táplálására. Vagyis a TPP márka transzformátora lehet a legmegfelelőbb a fent említett erősítőhöz. Ennek a modellnek a transzformátorai 1,65 ... 200 W teljesítményűek.

55W névleges teljesítménnyel egy 72W teljesítményű TPP-281-127 / 220-50 transzformátor nagyon megfelelő. A megnevezésből érthető, hogy ez egy félvezető berendezés táplálására szolgáló transzformátor, fejlesztési sorszám: 281, primer tekercselési feszültség 127 / 220V, hálózati frekvencia 50Hz. Az utolsó paraméter nagyon fontos, figyelembe véve, hogy a CCI transzformátorai 400 Hz frekvencián is rendelkezésre állnak.

8. ábra. A transzformátor paraméterei ТПП-281-127 / 220-50

Az elsődleges áramot a 127/220 V feszültségek jelzik. Az alábbi táblázat a szekunder tekercsek feszültségét és áramát mutatja, valamint a transzformátor vezetékeit, amelyekhez ezek a tekercsek be vannak forrasztva. A CCI transzformátorok teljes változatának vázlata egy: ugyanazok a tekercsek, mind ugyanazok a pin-számok. Itt csak a tekercsek feszültségei és áramai vannak a transzformátorok minden modelljében, amelyek különböznek egymástól, ami lehetővé teszi, hogy bármilyen eseményre válasszon transzformátort.

Az alábbi ábra a transzformátor elektromos rajzát mutatja.

9. ábra: A transzformátorok elektromos áramköre

Egy 50W teljesítményű kétcsatornás erősítő tápegységéhez, amelynek számítási példáját éppen fent adtuk meg, 55W teljesítményű transzformátorra van szükség. Másodlagos tekercs 2 * 26,5 V feszültséggel rendelkező középponttal, 1A terhelési árammal. Teljesen nyilvánvaló, hogy az ilyen feszültségek eléréséhez a 10 és 20 V fázisú tekercseket össze kell kötni, és az antifázisban a tekercs 2,62 V

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

ami szinte összhangban van a számítással. Két ilyen tekercs van, amelyek sorba vannak kötve a középponttal. A tekercselő csatlakozást a 10. ábra mutatja.

10. ábra. Transzformátor tekercsek csatlakoztatása ТПП-281-127 / 220-50

Az elsődleges tekercsek a műszaki dokumentációnak megfelelően vannak összekötve, bár használhat más csapokat is, amelyek pontosabban választják meg a kimeneti feszültséget.

A másodlagos tekercsek csatlakoztatása

A 11-12 és 17-18 tekercsek fázisban vannak egymással összekapcsolva - az előző tekercs vége a következő elejével (a tekercselések kezdetét pont jelzi). Az eredmény egy tekercs 30V feszültséggel, és a feladat feltételei szerint 26,5 szükséges. Ahhoz, hogy közelebb kerüljünk ehhez az értékhez, a 19-20 tekercsek az ellenkező fázisban vannak csatlakoztatva a 11-12 és 17-18 tekercsekhez. Ezt a kapcsolatot a kék vonal szemlélteti, és a tekercs felének a középpontjával felére kerül. A piros vonal az 5. ábrán látható tekercselés másik felének kapcsolatát mutatja. A 19. és 21. pont összekapcsolása képezi a tekercs középpontját.

Soros és párhuzamos tekercsek

Soros csatlakozás esetén a legjobb, ha a tekercsek megengedett áramai megegyeznek, a kimeneti áram két vagy több tekercsnél azonos lesz.Ha az egyik tekercs árama kisebb, akkor a kapott tekercs kimeneti árama lesz. Ez az érvelés akkor jó, ha létezik egy transzformátor kapcsolási rajza: forrasztjuk meg a jumpereket és mérjük meg, mi történt. És ha nincs rendszer? Ezt a következő cikkben tárgyaljuk.

A tekercsek párhuzamos csatlakoztatása szintén megengedett. Itt a követelmény a következő: a tekercsek feszültségének azonosnak kell lennie, és a csatlakozás fázisban van. A TPP-281-127 / 220-50 transzformátor esetén csatlakoztatható két 10 voltos tekercs (11-12, 13-14 vezetékek), két 20 voltos tekercs (15-16, 17-18 vezetékek), két tekercs 2,62 V (19-20, 21-22 következtetések). Szerezzen három tekercset 2.2A árammal. Az elsődleges tekercs csatlakoztatása a transzformátor referenciaadatainak megfelelően történik.

Így derül ki, hogy a transzformátor adatai ismertek-e. A transzformátor egyik fontos paramétere az ára, amely nagyban függ az eladó képzeletétől és arroganciájától.

Példaként tekintve a különféle internetes eladók TPP-281-127 / 220-50 transzformátort 800 ... 1440 rubel áron kínálják! Egyezzen be, hogy drágább lesz, mint maga az erősítő. Ebből a helyzetből ki lehet választani egy megfelelő transzformátort, amelyet régi háztartási berendezésekből, például lámpatestből vagy régi számítógépekből nyernek.

Boris Aladyshkin

Olvassa el a témát is:Hogyan lehet meghatározni az ismeretlen transzformátor paramétereket?