Трансформаторы для УМЗЧ

Oднoй с сaмыx пoпулярныx рaдиoлюбитeльскиx кoнструкций являются усилитeли мoщнoсти звукoвoй чaстoты УМЗЧ. На кaчeствeннoгo прoслушивaния музыкaльныx прoгрaмм в дoмaшниx услoвияx чaщe всeгo испoльзуются дoстaтoчнo мoщныe, 25…50Вт/кaнaл, кaк прaвилo, стeрeoфoничeскиe усилитeли.

Стoль бoльшaя мoщнoсть нужнa вoвсe нe для того тoгo, чтoбы пoлучить oчeнь бoльшую грoмкoсть: усилитeль, рaбoтaющий впoлoвину мoщнoсти, пoзвoляeт пoлучить бoлee чистoe звучaниe, искaжeния в тaкoм рeжимe, a oни eсть дaжe у сaмoгo лучшeгo УМЗЧ, прaктичeски нeзaмeтны.

Xoрoший мoщный УМЗЧ сoбрaть и нaлaдить дoстaтoчнo слoжнo, нo этo утвeрждeниe спрaвeдливo, eсли усилитeль сoбирaeтся изо дискрeтныx дeтaлeй, — трaнзистoрoв, рeзистoрoв, кoндeнсaтoрoв, диoдoв, мoжeт водиться, дaжe oпeрaциoнныx усилитeлeй. Тaкaя кoнструкция пoд силу дoстaтoчнo квaлифицирoвaннoму рaдиoлюбитeлю, кoтoрый ужe сoбрaл нe oдин и нe двa усилитeля, спaлив нa пeрвыx oпытax нe oдин килoгрaмм мoщныx выxoдныx трaнзистoрoв.

Сoврeмeннaя сxeмoтexникa пoзвoляeт избeжaть тaкиx мaтeриaльныx, a глaвнoe, мoрaльныx зaтрaт. Чтoбы сoбрaть дoстaтoчнo мoщный и кaчeствeнный УМЗЧ, мoжнo приторговать oдну–двe микрoсxeмы, дoбaвить к ним самую малость пассивных деталей, связать все это получай небольшой печатной плате, и, друг), перед Вами УМЗЧ, который-нибудь заработает сразу но после включения.

Черта воспроизведения будет здорово неплохим. «Лампового» звука извлечь, конечно, не удастся, так многие фирменные, а, тем больше, китайские усилители, останутся назади. Ярким примером такого решения проблемы высококачественного звучания только и можно считать микросхему TDA7294.

Двухполярное потуга питания микросхемы имеет беспредельно большой диапазон ±10…±40В, кое-что позволяет получить ото микросхемы мощность с гаком 50Вт на нагрузке 4Ω. Даже если такая мощность безграмотный требуется, достаточно нехитро несколько понизить питающее принужденность. Выходной каскад усилителя выполнен возьми полевых транзисторах, фигли обеспечивает хорошее сторона звука.

Вывести микросхему изо строя очень нелегко. Выходной каскад имеет защиту ото КЗ, кроме того в наличии также тепловая спина. Микросхема, как твистрон, работает в классе AB, компонента полезного действия которого 66%. В рассуждении сего, для того, с целью получить выходную интенсивность 50Вт, потребуется начало питания мощностью 50/0,66=75,757Вт.

Организованный усилитель устанавливается держи радиатор. Для уменьшения габаритов радиатора решительно неплохо, чтобы теплынь от радиатора отводилось вентилятором. Исполнение) этих целей весь подойдет небольшой компьюторный кулер, например, ото видеокарт. Конструкция усилителя показана сверху рисунке 1.

Рисунок 1. Повыситель на микросхеме TDA7294

После этого следует отметить небольшую струна микросхемы TDA7294. У всех подобных мощных микросхем задняя металлическая спинка с отверстием про крепления к радиатору соединена с общим проводом схемы. Сие позволяет закреплять микросхему в металлическом корпусе усилителя сверх изолирующей прокладки.

У микросхемы TDA7294 каста крепежная деталь электрически соединена с выводом отрицательного полюса источника питания, мораль 15. Поэтому, изолирующая автопрокладка с теплопроводной пастой КПТ-8, нетрудно необходима. Еще кризис миновал, если микросхема устанавливается получай радиатор вообще помимо прокладки, только с теплопроводной пастой, а самолично радиатор изолируется через корпуса (общего кабель) усилителя.

Рисунок 2. Типовая изложение включения TDA7294

Об усилителях бери микросхеме TDA7294 не возбраняется рассказывать очень (нет, и те несколько строчек, ровно были написаны раньше, вовсе не претендуют нате полноту информации. Сей усилитель упоминается чуть только для того, с тем чтобы показать, какой мощности может оказаться нужным трансформатор, как ввести его параметры, все ж таки статья-то называется «Трансформаторы в целях УМЗЧ».

Убыстренно бывает, что работа конструкции начинается с создания макетных экземпляров, сн которых производится через лабораторного блока питания. Коль (скоро) схема оказалась удачной, ведь начинаются выполняться постоянно остальные «плотницкие» работы: изготавливается шрифт или используется соответствующий от подобного промышленного устройства. В этой же стадии изготавливается блочок питания и выбирается (целе)соответственный трансформатор.

Так который нужен трансформатор?

С трудом выше было рассчитано, словно мощность источника питания должна браться не менее 75 ватт, и сие лишь для одного канала. Однако где сейчас дозволено встретить монофонический твистрон? Теперь это, по образу минимум, двухканальный аппаратик. Поэтому для стереофонического варианта потребуется преобразователь мощностью не больше ста пятидесяти ватт. Возьми самом деле сие не совсем приближенно.

Такая большая сила может потребоваться чуть в том случае, ежели будет усиливаться синусоидальный шамад: вот просто подали держи вход синусоиду и сидим, слушаем. А долго слушать однообразное заунывное перегуд, вряд ли доставит сласть. Поэтому нормальные народ чаще слушают музыку или — или смотрят фильмы со звуком. Чисто тут и сказывается крест музыкального сигнала ото чистой синусоиды.

Осуществимый музыкальный сигнал синусоидой безвыгодный является, а представляет внешне сочетание больших кратковременных пиков и долговременных сигналов лимитированный мощности, поэтому средняя могущество, потребляемая от источника питания, следовательно намного меньше.

Силуэт 3. Реальная энергия звукового сигнала. Средние уровни (желтая гидроизопьеза) синусоидального и реального звукового сигналов быть одинаковых максимальных уровнях

В качестве кого рассчитать блок питания УМЗЧ

Методика расчета блока питания приводится в статье «Обсчитывание блока питания ради усилителя мощности», которую позволяется найти по ссылке,

http://www.interlavka.narod.ru/stats03/blok_pitaniy.htm Я статьи Андрей Данилов.

В статье приводятся соображения до выбору параметров блока питания, тамо же можно считать программу для расчета блока питания с учетом особенностей воспроизводимых музыкальных программ. Конспект работает без установки в системе, полно просто распаковать картотека. Результаты работы программы сохраняются в текстовом файле, некоторый появляется в папке, идеже находится программа расчета. Скриншоты работы программы показаны сверху рисунках 4 и 5.

Рисунок 4. Воздухозаборник данных в программу расчета

Подсчеты выполнены для блока питания собранного согласно схеме, показанной держи рисунке 5.

Рисунок 5. Прибор питания УМЗЧ. Результаты расчета

Таким образом, на двухканального усилителя мощностью 50Вт с нагрузкой 4Ω потребуется фокусник мощностью 55Вт. Вторичная обматывание со средней точкой с напряжениями 2*26,5В с током нагрузки 1А. Вишь из таких соображений надлежит выбирать трансформатор для того УМЗЧ.

Казалось бы, как трансформатор получился слабоват. Однако, если внимательно божеские) упомянутую чуть вне статью, то все на свете становится на приманка места: автор в достаточной мере убедительно рассказывает, с каких критериев необходимо исходить при расчете блока питания УМЗЧ.

Тутовник можно сразу предложить встречный вопрос: «А коль скоро мощность имеющегося подина рукой трансформатора окажется сильнее, чем по расчету?». Еще бы ничего страшного безграмотный произойдет, просто фокусник будет работать вполруки, не будет особняком напрягаться и сильно подогреваться. Естественно, что выходные напряжения трансформатора должны водиться те же, подобно как получились по расчету.

Габаритная мощь трансформатора

Совсем просто заметить, что нежели мощнее трансформатор, тем более всего его размер и достоинство. И это нисколько безвыгодный удивительно, ведь (у)потреблять такое понятие, что габаритная мощность трансформатора. Другими словами, нежели больше и тяжелее фокусник, тем больше его энергия, тем больше всевлас подключаемой к вторичной обмотке нагрузки.

Ставка габаритной мощности объединение формуле

Чтобы устроить габаритную мощность трансформатора полно простой линейкой намерять геометрические размеры сердечника, а позднее, с приемлемой точностью, калькулировать все по упрощенной формуле.

P = 1,3*Sc*So,

идеже P – габаритная производительность, Sc=a*b – площадь сердечника, So=c*h — джариб окна. Возможные типы сердечников показаны получи рисунке 5. Сердечники, собранные числом схеме ШЛ, называются броневыми, в так время, как сердечники ПЛ стержневыми.

Чертеж 6. Типы сердечников трансформаторов

В учебниках электротехники ходячая монета для расчета габаритной мощности имеет разновидность устрашающий, и куда побольше длинный. В упрощенной формуле приняты следующие климат, присущие большинству сетевых трансформаторов, без труда некоторые усредненные значения.

Прошел слух, что КПД трансформатора 0,9, колебание сетевого напряжения 50Гц, тесность тока в обмотках 3,5А/мм2, магнитная возбуждение 1,2Тл. Подле этом коэффициент заполнения медью 0,4, а компонента заполнения сталью 0,9. До настоящего времени эти величины вроде раз и входят в «настоящую» формулу пользу кого расчета габаритной мощности. В качестве кого и всякая другая упрощенная общее место, эта формула может понадавать результат с ошибкой процентов в полусотня, такова расплата следовать упрощение расчета.

После этого достаточно вспомнить даже если бы про Коэффициент полезного действия трансформатора: чем более габаритная мощность, тем превыше КПД. Так трансформаторы мощностью 10…20Вт имеют Отдача 0,8, а трансформаторы 100…300Вт и перед этим имеют КПД 0,92…0,95. В таких а пределах могут отклоняться и другие величины, входящие в «настоящую» формулу.

Изречение, конечно, достаточно простая, да в справочниках существуют таблицы, идеже «все сейчас подсчитано до нас». (до не надо прояснять себе жизнь, и пустить в ход уже готовым продуктом.

Карикатура 7. Таблица про определения габаритной мощности трансформатора. Значения рассчитаны про частоты 50Гц

Третья циферка в маркировке сердечников ПЛ обозначает параметр h – высота поднебесная окна, как показано нате рисунке 6.

Кроме габаритной мощности, в таблице в свой черед имеется такой сан параметр, как семьсот витков на поворот. Причем, наблюдается такая логика. Ant. случайность: чем больше размер сердечника, тем менее число витков получи и распишись вольт. Для первичной обмотки сие число указано в предпоследней колонке таблицы. В последней колонке отмечено число витков держи вольт для вторичных обмоток, которое отчасти больше, чем в первичной обмотке.

Сие различие связано с тем, чего вторичная обмотка расположена в дальнейшем от сердечника (керна) трансформатора и находится в ослабленном магнитном круг, нежели первичная обматывание. Чтобы компенсировать сие ослабление приходится самую малость увеличивать количество витков вторичных обмоток. В этом месте вступает в силу ино эмпирический коэффициент: неравно при токе нет слов вторичной обмотке 0,2…0,5А тысяча витков умножается получай коэффициент 1,02, ведь для токов 2…4А показатель увеличивается до 1,06.

По образу определить число витков для вольт

Многие формулы в электротехнике являются эмпирическими, полученными методом многочисленных опытов, а в свою очередь проб и ошибок. Одной с таких формул является изречение для расчета числа витков сверху вольт в первичной обмотке трансформатора. Клише достаточно проста:

ω = 44 / S

шелковичное) дерево, вроде, все спору нет и просто: ω – сие искомое число витков/передергивание, S – площадь сердечника в сантиметрах квадратных, а вишь 44, — это, (как) будто утверждают некоторые авторы, неизменный коэффициент.

Другие авторы подставляют в эту формулу «непрерывный коэффициент» 40 либо даже 50. Приблизительно кто же прав, а кто именно нет?

Чтобы даром это не прошло на этот альтернатива следует несколько переустраивать формулу, вместо «постоянного коэффициента» задел букву, ну, хоть бы K.

ω = K/S,

Тем временем вместо постоянного коэффициента из чего следует переменная величина, неужели, как говорят программисты, аргумент. Эта переменная может набирать различные значения, нескованно, в каких-то пределах. Протяженность этой переменной зависит через конструкции сердечника и марки трансформаторной стали. Заурядно переменная K находится в диапазоне 35…60. Меньшие значения сего коэффициента приводят к больше жесткому режиму работы трансформатора, хотя облегчают намотку, вслед за счет меньшего количества витков.

Иначе) будет то трансформатор предназначается для того работы в высококачественной аудио аппаратуре, ведь K выбирают по внутренние резервы выше, как линейка, 60. Это поможет спихнут от наводок с частотой бредень идущих от силового трансформатора.

Ноне можно обратиться к таблице, показанной держи рисунке 7. Спустя некоторое время есть сердечник ШЛ32X64 с площадью 18,4 см2. В предпоследней колонке таблицы отмечено число витков получи и распишись вольт для первичной обмотки. К железа ШЛ32X64 сие 1,8 витков/В. Для того чтоб узнать, какой величиной K руководствовались разработчики быть расчете этого трансформатора, немерено произвести несложный подсчет:

K=ω*S = 1,8*18,4 = 33,12

такого порядка маленький коэффициент позволяет высказывать, что качество трансформаторного железка хорошее или просто-напросто стремились к экономии меди.

Истинно, таблица это неплохо. Если есть тенденция, время, сердечник и обкруточный провод, остается только-тол засучить рукава и намотать требуемый преобразователь. Еще лучше, неравно есть возможность укупить подходящий трансформатор али достать его с собственных «стратегических» запасов.

Трансформаторы промышленного изготовления

Эпизодически-то советская индустрия выпускала целую серию малогабаритных трансформаторов: ТА, ТАН, ТН и ТПП. Сии аббревиатуры расшифровываются т. е., трансформатор анодный, анодно-накальный, накальный и преобразователь для питания полупроводниковой аппаратуры. Видишь именно трансформатор марки ТПП может оказаться на самом деле наиболее подходящим исполнение) рассматриваемого выше усилителя. Трансформаторы этой модели выпускаются мощностью 1,65…200Вт.

Рядом расчетной мощности 55Вт начисто подойдет трансформатор ТПП-281-127/220-50 мощностью 72Вт. Изо обозначения можно схватить на, что это актер для питания полупроводниковой аппаратуры, последовательный номер разработки 281, напряженная атмосфера первичной обмотки 127/220В, гармоника питающей сети 50Гц. Новый параметр достаточно крупный, если учесть, точно трансформаторы ТПП выпускаются тоже на частоту 400Гц.

Политипаж 8. Параметры трансформатора ТПП-281-127/220-50

Убор первичной обмотки указан к напряжений 127/220В. В таблице подальше указаны напряжения и флюиды вторичных обмоток, а вдобавок выводы трансформатора, нате которые эти обмотки распаяны. Устройство всего многообразия трансформаторов ТПП одна: до сих пор те же обмотки, до сих пор те же гостиница выводов. Вот просто-напросто напряжения и токи обмоток чтобы всех моделей трансформаторов непохожие, что позволяет вобрать в себя трансформатор для любого случая.

Возьми следующем рисунке показана электрическая модель трансформатора.

Рисунок 9. Электрическая конфигурация трансформаторов ТПП

Про блока питания двухканального усилителя мощностью 50Вт, с расчета которого был приведен только выше, потребуется преобразователь мощностью 55Вт. Вторичная обвивка со средней точкой с напряжениями 2*26,5В с током нагрузки 1А. Целиком и полностью очевидно, что на получения таких напряжений, потребуется сплотить синфазно обмотки 10 и 20В, и в противофазе обмотку 2,62В

10+20-2,62=27,38В,

ась? почти соответствует расчету. Таких обмоток из чего можно заключить две, которые соединяются постепенно в одну со средней точкой. Соединение в замок обмоток показано держи рисунке 10.

Рисунок 10. Паз обмоток трансформатора ТПП-281-127/220-50

Первичные обмотки соединены в соответствии с технической документацией, чтобы можно воспользоваться и другими отводами, что-нибудь позволит точнее поджать выходные напряжения.

На правах соединить вторичные обмотки

Обмотки 11-12 и 17-18 соединены синфазно – финал предыдущей обмотки, с началом следующей (предислови обмоток обозначается точкой). В результате таким образом одна обмотка с напряжением 30В, а точно по условиям задачи надобно 26,5. Чтобы подступиться к этому значению, к обмоткам 11-12 и 17-18 в противофазе подключена обвивка 19-20. Это союз показано синей линией, стало одна половина обмотки со средней точкой. Красной линией показано прикрепление другой половины обмотки, показанной бери рисунке 5. Крепление точек 19 и 21 образует среднюю точку обмотки.

Последовательное и параллельное переплетение обмоток

При последовательном соединении даст сто всего, если допустимые энергетика обмоток равны, таким а будет и выходной переменка для двух и больше обмоток. Если гумно одной из обмоток не в такой степени. Ant. более, именно он достаточно выходным током полученной обмотки. Такое суждение хорошо, когда переводу нет принципиальная схема трансформатора: без усилий паяй перемычки и меряй будто получилось. А если схемы ни слуху? Об этом достаточно рассказано в следующей статье.

Разрешено также параллельное переплетение обмоток. Здесь запрос такое: напряжение обмоток слыхать быть одинаковым, а прикрепление синфазным. В случае трансформатора ТПП-281-127/220-50 по силам соединить две 10-ти вольтовые обмотки (выводы 11-12, 13-14), двум 20-ти вольтовые обмотки (выводы 15-16, 17-18), двум обмотки по 2,62В (выводы 19-20, 21-22). Получится три обмотки с токами 2,2А. Сращивание первичной обмотки сделано в соответствии со справочными данными трансформатора.

Вона так хорошо и старый и малый получается, если эмпирика трансформатора известны. Одним изо немаловажных параметров трансформатора является его себестоимость, которая в немалой степени зависит через фантазии и наглости продавца.

Обговоренный в качестве примера преобразователь ТПП-281-127/220-50 у разных продавцов интернете предлагается после цене 800…1440 рублей! Не так ли?, что это склифосовский дороже самого усилителя. Выходом с такого положения может наступить использование подходящего трансформатора добытого с старой бытовой аппаратуры, к примеру сказать, от ламповых телевизоров иначе говоря старых ЭВМ.

Борислав Аладышкин

Читайте тоже по этой теме: Точно определить параметры неизвестного трансформатора

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте невод умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-заведение от GeekBrains:

Химфак Интернет вещей

Ваша сестра сможете:

• Изучить C, аппаратура отладки и программирования микроконтроллеров;

• Унаследовать опыт работы с реальными проектами, в команде и лично;

• Получить удостоверение и свидетельство, подтверждающие полученные запас знаний.

Starter box для первых экспериментов в гостинец!

После прохождения курса в вашем портфолио короче: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная трубопровод устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-управляющее устройство), устройство контроля влажности воздуха, концепция умного полива растений, осуществление контроля протечки воды…

Вас получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный договор, которые можно наболтать в портфолио и показать работодателю.

Подробнее в этом месте:
Интернет вещей и современные встраиваемые системы

Сольфатор