Выходной трансформатор для 2хEL84 push pull, мотаю транс для гитарного усилка, теория

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)

�ндукцию 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).

Это сообщение отредактировал ДмитрийЗл - 4.05.2016 - 14:43

Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 31 )
 m165_35s_DS.png

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

Это сообщение отредактировал ДмитрийЗл - 4.05.2016 - 14:15

Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 22 )
 section.png

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.

�ндукция 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.

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.

�ндукция - а какую надо было? Вроде слышал, что 0.5-0.6 для Аудио... �ли 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.

Это сообщение отредактировал ДмитрийЗл - 4.05.2016 - 17:18

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.

�ндукция 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.

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.
С‚.Рµ. 0.3-0.35РјРј РїСЂРѕРІРѕРґ, РЅРѕ Рё L РјРёРЅРёРјСѓРј 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?

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.

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
8Рє : 4,8,16 Рё
4Рє : 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!

Это сообщение отредактировал ДмитрийЗл - 6.05.2016 - 11:34

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.

�ТОГО: 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.

Это сообщение отредактировал Beermonza - 6.05.2016 - 17:10

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!

Это сообщение отредактировал ДмитрийЗл - 6.05.2016 - 19:23

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. � 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 РћРј - 76 РІРёС‚.
8 РћРј - 108 РІРёС‚.
16 РћРј - 152 РІРёС‚.

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 РІРёС‚.

С‚.Рµ.

{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.

Это сообщение отредактировал Beermonza - 6.05.2016 - 22:39

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. �х паралельно.

� 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

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.

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

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.

�золяция по секциям должна выдерживать 3 кВ.

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

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

� 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

Это сообщение отредактировал ДмитрийЗл - 9.05.2016 - 17:03

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.

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".

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

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

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?

Это сообщение отредактировал ДмитрийЗл - 10.05.2016 - 11:34

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. �ли как вариант, дополнительно защитить все поверхности термоплёнкой. ПЭТ для выпечки тоже годится.

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.

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?