Категорије: Истакнути чланци » Практична електроника
Број прегледа: 44174
Коментари на чланак: 0

Трансформатори за УМЗЦХ

 

Трансформатори за УМЗЦХЈедан од најпопуларнијих дизајна радио аматера су појачала звука УМЗЦХ. За квалитетно слушање музичких програма код куће, најчешће користе прилично моћна, 25 ... 50В / канал, обично стерео појачала.

Овако велика снага уопште није потребна како би се добила веома велика јачина звука: појачало које ради на половини снаге омогућава чистији звук, дисторзије у овом режиму, па чак и најбољи УМЗЦХ их има, готово су невидљиви.

Прилично је тешко саставити и поставити добар моћан УМЗЦХ, али ова изјава је тачна ако је појачало састављено од дискретних делова - транзистора, отпорника, кондензатора, диода, можда чак и оперативна појачала. Такав дизајн може да направи довољно квалификован радио-аматер, који је већ саградио више од једног или два појачала, спаљивши при првим експериментима један килограм моћних излазних транзистора.

Савремени склопови избегавају такве материјалне, и што је најважније, моралне трошкове. Да бисте саставили довољно моћан и висококвалитетан УМЗЦХ, можете купити један или два микро круга, додати им неколико пасивних делова, лемити све то на малој штампаној плочи и молим вас, пре него што постанете УМЗЦХ, који ће радити одмах по укључивању.

Квалитет репродукције биће врло добар. Наравно, неће бити могуће добити звук „цеви“, али ће многа власничка, а нарочито кинеска појачала, бити остављена. Животни пример таквог решења проблема висококвалитетног звука може се сматрати чипом ТДА7294.

Биполарни напон микрокружног круга има веома велики опсег ± 10 ... ± 40В, што омогућава добијање снаге из микро круга веће од 50В при оптерећењу од 4Ω. Ако таква снага није потребна, једноставно мало спустите напон напајања. Излазни степен појачала је направљен на транзисторима са ефектом поља, што обезбеђује добар квалитет звука.

Веома је тешко онеспособити чип. Излазна фаза има заштиту од кратког споја, осим тога постоји и термичка заштита. Чип, као појачало, ради у класи АБ, чија ефикасност је 66%. Због тога, да би се добила излазна снага од 50 В, биће потребно напајање снаге 50 / 0,66 = 75,757 В.

Склопљено појачало је монтирано на радијатору. Да бисте смањили димензије радијатора, уопште није лоше што топлоту из радијатора уклања вентилатор. У ове сврхе је сасвим погодан мали рачунарски хладњак, на пример, са видео картица. Дизајн појачала приказан је на слици 1.

Појачало на ТДА7294 чипу

Слика 1. Појачало на ТДА7294 чипу

Треба напоменути малу карактеристику ТДА7294 чипа. За све тако моћне микро-склопове, стражња метална позадина с рупом за причвршћивање на радијатор повезана је заједничком жицом. Ово вам омогућава да фиксирате чип на металном кућишту појачала без изолационе траке.

На чипу ТДА7294, овај причвршћивач је електрично повезан са негативним прикључком извора напајања, терминал 15. Стога је изолациона бртва са топлотном проводном пасти КПТ-8 једноставно потребна. Још је боље ако се микроконтрола угради на радијатор без полагања, само помоћу пасте за проводјење топлоте, а сам радијатор је изолован од тела (заједничке жице) појачала.

Типични дијаграм ожичења ТДА7294

Слика 2. Типични комутацијски круг ТДА7294

Много се може рећи о појачалима на чипу ТДА7294, а оних неколико редака који су написани горе уопште се не претварају као потпуне информације. Ово појачало се спомиње само да би показало колику снагу трансформатору треба, како да одреди његове параметре, јер се чланак зове „Трансформатори за УМЗЦХ“.

Често се дешава да конструкција започне стварањем прототипова, чија се снага производи из лабораторијског напајања. Ако се схема испоставила успешном, започиње сав остатак „столарије“: израђује се случај или се користи погодан сличан индустријски уређај. У истој фази производи се напајање и бира одговарајући трансформатор.


Па какав је трансформатор потребан?

Мало је израчунато да би напајање требало да буде најмање 75 вата, и то за само један канал. Али где сада можете пронаћи монофоно појачало? Ово је бар двоканални уређај. Стога је за стерео опцију потребан трансформатор снаге најмање сто педесет вата. У ствари, то није сасвим тачно.

Овако велика снага може бити потребна само ако се појача синусоидни сигнал: само убаците синусоид на улаз и седите, слушајте. Али дуго слушање монотона жалосног зујања вероватно неће бити задовољство. Због тога, нормални људи чешће слушају музику или гледају филмове са звуком. Ту утиче разлика између музичког сигнала и чистог синусног таласа.

Прави музички сигнал није синусоид, већ комбинација великих краткорочних врхова и дугорочних сигнала мале снаге, тако да је просечна снага потрошена из извора енергије много мања.

Права снага звука

Слика 3. Стварна снага звука. Средњи нивои (жута линија) синусоидних и стварних звучних сигнала на истим максималним нивоима


Како израчунати напајање УМЗЦХ

Методологија израчунавања напајања дата је у чланку "Прорачун напајања за појачало снаге", који се може наћи на линку,

У чланку су дата разматрања при одабиру параметара напајања, где такође можете преузети програм за израчунавање напајања узимајући у обзир карактеристике репродукованих музичких програма. Програм ради без инсталације у систему, само распакујте архиву. Резултати програма се чувају у текстуалној датотеци која се појављује у мапи у којој се налази програм за израчунавање. Снимке екрана програма приказане су на сликама 4 и 5.

Унос података у програм израчуна

Слика 4. Унос података у програм прорачуна

Прорачуни су изведени за напајање монтирано према шеми приказаној на слици 5.

УМЗЦХ јединица за напајање. Резултати израчуна

Слика 5. Напајање УМЗЦХ. Резултати израчуна

Тако је за двоканално појачало од 50 В са оптерећењем од 4Ω потребан трансформатор од 55 В. Секундарно навијање са средњом тачком напона 2 * 26.5В са струјом оптерећења од 1А. Из тих разлога требали бисте одабрати трансформатор за УМЗЦХ.

Чини се да се трансформатор показао прилично слаб. Али, ако пажљиво прочитате чланак горе споменут, тада све пада на своје место: аутор довољно убедљиво говори које критеријуме треба узети у обзир при израчунавању УМЗЦХ напајања.

Овде можете одмах поставити контра питање: „А да ли ће снага трансформатора при руци бити већа од прорачунске?“. Да, неће се догодити ништа лоше, само ће трансформатор радити полусветом, неће се посебно напрезати и јако се загријати. Наравно, излазни напони трансформатора требају бити исти као израчунати.


Укупна снага трансформатора

Није тешко приметити да што је трансформатор снажнији, већа је његова величина и тежина. И то уопште није изненађујуће, јер постоји таква ствар као што је укупна снага трансформатора. Другим речима, што је трансформатор већи и тежи, то је већа његова снага, већа је и снага оптерећења спојеног на секундарни намот.


Прорачун укупне снаге по формули

Да бисте одредили укупну снагу трансформатора, довољно је да се једноставним равнилом измере геометријске димензије језгре, а затим се с прихватљивом тачношћу израчуна све што се користи по поједностављеној формули.

П = 1.3 * Сц * Дакле,

где је П укупна снага, Сц = а * б је подручје језгре, па је = ц * х подручје прозора. Могући типови језгара приказани су на слици 5. Језгра састављена према ХЛ шеми називају се оклопна, док се подморничка језгра називају језгром.

Типови језгра трансформатора

Слика 6. Врсте језгара трансформатора

У уџбеницима електротехнике, формула за израчунавање укупне снаге је феноменална и много дужа. У поједностављеној формули прихваћени су следећи услови који су својствени већини мрежних трансформатора, само неке просечне вредности.

Сматра се да је ефикасност трансформатора 0,9, фреквенција мрежног напона 50 Хз, густина струје у намотима 3,5 А / мм2, а магнетна индукција 1,2 Т. Штавише, фактор напуњености бакра је 0,4, а фактор пуњења бакра 0,9. Све ове вредности су укључене у „праву“ формулу за израчунавање укупне снаге. Као и свака друга поједностављена формула, ова формула може дати резултат са грешком од педесет процената, таква је цена која се плаћа за поједностављење израчуна.

Овде је довољно да се подсетимо барем ефикасности трансформатора: што је већа укупна снага, већа је и ефикасност. Дакле, трансформатори снаге 10 ... 20 В имају ефикасност 0,8, а трансформатори 100 ... 300 В и више имају ефикасност од 0,92 ... 0,95. У истим границама, остале количине које су део „праве“ формуле могу варирати.

Формула је, наравно, прилично једноставна, али у директоријима постоје табеле у којима је „све већ израчунато за нас“. Зато не компликовајте свој живот и искористите готов производ.

Табела за одређивање укупне снаге трансформатора. Вредности израчунато за 50Хз

Слика 7. Табела за одређивање укупне снаге трансформатора. Вредности израчунато за 50Хз

Трећа цифра у означавању језгре подморнице означава параметар х - висину прозора, као што је приказано на слици 6.

Поред укупне снаге, таблица такође има тако важан параметар као што је број окретаја по волти. Штавише, примећен је такав образац: што је већа величина језгре, то је мањи број окретаја по волти. За примарно навијање овај број је наведен у претпоследњем ступцу табеле. Последњи ступац означава број окрета по волти за секундарне намоте, који је нешто већи него у примарном намоту.

Ова разлика је последица чињенице да се секундарни намотај налази даље од језгре (језгре) трансформатора и да је у ослабљеном магнетном пољу од примарног намотаја. Да би се компензирало ово слабљење, потребно је мало повећати број окрета секундарних намотаја. Овде ступа на снагу одређени емпиријски коефицијент: ако је при струји у секундарном намоту 0,2 ... 0,5 А број окрета помножен са фактором 1,02, онда се за струје од 2 ... 4 А коефицијент повећава на 1,06.



Како одредити број окретаја по волти

Многе формуле електротехнике су емпиријске, добијене методом бројних експеримената, као и покушај и грешка. Једна од ових формула је формула за израчунавање броја обртаја по волти у примарном намоту трансформатора. Формула је прилично једноставна:

ω = 44 / С

овдје је све јасно и једноставно: ω је жељени број окретаја / волти, С је површина језгре у квадратним центиметрима, али 44 је, како неки аутори кажу, константан коефицијент.

Други аутори замјењују 40 или чак 50 формулом „сталног коефицијента“. Дакле, ко је у праву, а ко није?

Да бисте одговорили на ово питање, формула треба мало да се трансформише, уместо да „стални коефицијент“ замените слово, па, бар К.

ω = К / С,

Тада се уместо сталног коефицијента добија променљива или, како програмери кажу, променљива. Ова променљива може, наравно, до неке мере да има различите вредности. Величина ове променљиве зависи од дизајна језгре и квалитета челика трансформатора. Обично се променљива К налази у распону од 35 ... 60. Мање вредности овог коефицијента доводе до строжег начина рада трансформатора, али олакшавају навијање услед мање обртаја.

Ако је трансформатор дизајниран да ради у висококвалитетној аудио опреми, тада је К изабран што је могуће више, обично 60.То ће вам помоћи да се ослободите сметњи у фреквенцији мреже која долази од енергетског трансформатора.

Сада можете погледати табелу приказану на слици 7. Постоји језгро ШЛ32Кс64 са површином од 18,4 цм2. Предзадњи ступац табеле означава број окрета по волту за примарно навијање. За гвожђе ШЛ32Кс64 је 1,8 окретаја / В. Да бисте сазнали коју величину К су програмери водили у израчунавању овог трансформатора, довољно је направити једноставан прорачун:

К = ω * С = 1,8 * 18,4 = 33,12

Тако мали коефицијент сугерира да је квалитет жељеза трансформатора добар или се једноставно настоји уштедјети бакар.

Да, сто је добар. Ако постоји жеља, време, језгра и намотавање жице, остаје само да завежете рукаве и намотате потребан трансформатор. Још је боље ако можете купити одговарајући трансформатор или га набавити из сопствених „стратешких“ резерви.


Индустријски трансформатори

Некада давно, совјетска индустрија произвела је читав низ малих трансформатора: ТА, ТАН, ТН и ЦЦИ. Ове кратице су дешифроване као, анодни трансформатор, анодна нит, филамент и трансформатор за напајање полуводичке опреме. То је трансформатор марке ТПП можда најприкладнији за горе наведени појачало. Трансформатори овог модела су доступни са капацитетом од 1,65 ... 200В.

Са називном снагом од 55В, трансформатор ТПП-281-127 / 220-50 снаге 72В је сасвим погодан. Из ознаке се може разумети да се ради о трансформатору за напајање полуводичке опреме, серијског броја 281, напона примарног намота 127 / 220В, мрежне фреквенције 50Хз. Последњи параметар је прилично важан с обзиром да су трансформатори ЦЦИ доступни и на фреквенцији од 400 Хз.

Параметри трансформатора ТПП-281-127 / 220-50

Слика 8. Параметри трансформатора ТПП-281-127 / 220-50

Примарна струја је приказана за напоне 127 / 220В. У табели испод приказани су напони и струје секундарних намотаја, као и води трансформатора на које су ови намоти лемљени. Шема цијелог низа трансформатора ЦЦИ је једна: сви исти намотаји, сви исти бројеви пин. Ево само напони и струје намотаја за све моделе трансформатора су различити, што вам омогућава да одаберете трансформатор за сваку прилику.

Следећа слика приказује електрични дијаграм трансформатора.

Електрични круг трансформатора ЦЦИ

Слика 9. Електрични круг трансформатора ЦЦИ

За јединицу напајања двоканалног појачала снаге 50В, чији је пример дат горе, потребан је трансформатор снаге 55 В. Секундарно навијање са средњом тачком напона 2 * 26.5В са струјом оптерећења од 1А. Сасвим је очигледно да ће за добијање таквих напона бити потребно повезати међуфазне намотаје од 10 и 20 В и међуфазно навијање од 2,62 В

10 + 20-2,62 = 27,38 В,

што је скоро у складу са прорачуном. Постоје два таква намота, која су серијски повезана у једном са средином. Веза намотаја је приказана на слици 10.

Прикључак намота трансформатора ТПП-281-127 / 220-50

Слика 10. Спајање намота трансформатора ТПП-281-127 / 220-50

Примарни намотаји су повезани у складу са техничком документацијом, мада можете користити и друге славине, које ће тачније одабрати излазни напон.


Како спојити секундарне намоте

Намота 11-12 и 17-18 повезани су у фази - крај претходног намотаја, са почетком следећег (почетак намотаја је означен тачком). Резултат је једно навијање напона 30В, а према условима задатка је потребно 26.5. Да би се приближили овој вредности, намотаји 19-20 су повезани са намотима 11-12 и 17-18 у антифазама. Ова веза је приказана плавом линијом, добијена је половина намотаја са средњом тачком. Црвена линија приказује везу друге половине намотаја приказану на слици 5. Прикључак тачака 19 и 21 формира средину намотаја.


Серија и паралелна намотаја

Са серијским спајањем, најбоље је ако су дозвољене струје намотаја једнаке, излазна струја за два или више намотаја биће иста.Ако је струја једног од намотаја мања, то ће бити излазна струја резултирајућег намотаја. Ово је добро када постоји дијаграмски круг трансформатора: лемите скакаче и мерите шта се догодило. А ако нема шеме? О овоме ће бити речи у следећем чланку.

Такође је дозвољено паралелно спајање намотаја. Овде је захтев следећи: напон намотаја мора бити исти, а веза је у фази. У случају трансформатора ТПП-281-127 / 220-50, могуће је повезати два намотаја од 10 волти (води 11-12, 13-14), два намотаја од 20 волти (води 15-16, 17-18), два намотаја на 2.62В (закључци 19-20, 21-22). Набавите три намотаја струјом 2.2А. Спајање примарног намотаја врши се у складу с референтним подацима трансформатора.

Тако се испоставља ако су подаци трансформатора познати. Један од важних параметара трансформатора је његова цена која у великој мери зависи од маште и ароганције продавца.

Размотрени као пример, трансформатор ТПП-281-127 / 220-50 код разних интернет продавача нуди се по цени од 800 ... 1440 рубаља! Слажете се да ће бити скупље од самог појачала. Излаз из ове ситуације може бити употреба одговарајућег трансформатора добијеног од старе опреме за домаћинство, на пример, од телевизора са лампама или старих рачунара.

Борис Аладисхкин

Прочитајте и на ову тему:Како одредити непознате параметре трансформатора

Погледајте и на електрохомепро.цом:

  • Како одредити непознате параметре трансформатора
  • Како одредити број обртаја намотаја трансформатора
  • Како сазнати снагу и струју трансформатора по његовом изгледу
  • Електронска појачала. Део 2. Аудио појачала
  • Напајање кућним лабораторијима

  •