岁月留声机 发表于 2009-3-19 02:00:47

浅谈输出变压器的制作

一般业余绕制输出变压器不必过多注重理论参数和公式计算,但有三项指标必须重视: 1)尽量大的电感量。2)尽量小的分布电容。3)尽量小的漏感(特别是低内阻胆做输出管时)。
对于输出变压器阻抗,理论上讲即变压器阻抗Rz必须和功放管内阻ro一致,这样才能达到该功放管的最大设计功率,但实际制作胆机时,我们往往为了取得最佳的音质而将输出变压器的各种矛盾控制或折衷,再根据输出管的内阻特性来确定输出变压器的阻抗Rz。输出变压器初级的阻抗Rz一般是选取:三极管管子内阻ro的3~5倍,如6C19、6C33、845等。多极管(四、五极管)管子内阻ro的1/7~1/10倍,如6P1、6P3P、6P14、EL34等。
关于分布电容Cs:分布电容Cs是初(次)级层与层之间的层间电容,初(次)与铁芯之间的杂散电容,级与次级的级间电容.电容的特性就是容抗随频率上升而减小,电容二极电位差越大,电容冲放电的效应越是明显。分布电容的存在会对高频信号产生严重的损耗,分布电容就是重要的一个控制因数。
关于电感量L:尽量大的电感就意味线包需要很多的匝数。这就会造成分布电容的增大,也会使线包的结构体积增大从而导致漏感的增大,这就会影响了整机的高频特性。从上我们就可以看出,输出牛其实就是一个矛盾的结合体。输出变压器的电感量L由其传输的低频及输出管的屏极负载Rz所决定,其关系式为:L=0.159Rz/fL。由上可以看出在输出低频频率相同时,高内阻的输出管比低内阻输出管所需的电感量要大得多。
关于铁芯的截面积S:铁芯截面积S的大小与所取得的电感量L有关,同时线包的匝数有关。因此在初级线包匝数确定时,选用截面积S大的得到的电感量L则大。那我们要用多大的铁芯来做输出变压器呢?输出变压器铁芯截面积S又与输出功率Po与传输的低频fL有关,它们的关系式为:S=Gs.Po/fL,式中Gs 为铁芯磁通密度,由关系式可以看出,当输出功率Po一定时,铁芯的截面积S与输出的低频fL有关,频率fL越低输出变压器铁芯的截面积S就越大。当然大尺寸铁芯有较大窗口面积的优点,这时我们可以选用较大的线径,以减小铜损。但大尺寸的铁芯还是有比较明显的缺点,1)铁芯磁路偏长,会增大漏感Ls。2)线包体积比较大,分布电容Cs也会增大很多。通常我们在制作单端输出变压器时,铁芯的截面积S选11平方厘米(E22mmX50mm)就可以满足要求了。考虑一些储备选择E30mmX50mm则完全能够满足需要,再大反而就不好了。我们知道线包的分布电容Cs与漏感Ls总是随着铁芯S尺寸增大而成倍上升。这应了麦景图工程师的名言:“铁芯截面积小的输出变压器肯定出不了好声,但如果没有非凡的技艺,铁芯截面积大的多半也都不是好的。”输出变压器并非神秘。因此,我们在制作小功率单端机用Hi-Fi输出变压器时,就大可不必追求大输出功率、使用大铁芯、绕制过大的电感量。其实,只要我们选择尺寸在E22mm--30mm的E形优质硅钢片,(当然C形、CD形也可以,但不同品种铁芯的声音有不同的走向)。适当的增加初、次级的线径和匝数,电感量L还是会很大。而输出变压器的Cs、Ls比大S的会成倍减小。Hi-Fi级的电路具有很宽的频带和很小相移,输出牛的分布电容Cs和漏感Ls就成为损害高频特性的重要因素了。要减小这二个因素对高频特性的制约,我们在绕制输出牛时就必须将初、次级分段、分层夹绕的方式减小分布电容Cs和漏感Ls。这样即有很好的藕合度,且各绕组的分布电容Cs呈串联结构,而电容是越串联越小的。一般初级分三段,次级分二段。也有初级分五、七段,次级分四、五段的。但初级超过七段以上的分段就无太大的意义了,因为这时分布电容Cs和漏感Ls,不但不会减小反而还会增大。减少分布电容Cs的方法是:1)增加绝然层的厚度;2)采用较低介电常数的绝缘材料;  3)采用Z绕法;4)分更多的层。减少漏感Ls的方法是:1)减少层间的绝缘厚度 ;2)增加绕组的高度; 3)增加分段 。降低漆包线的损耗办法:我们可以使用更低的阻率的高纯度铜(6N及以上)、单结晶无氧铜、镀银线或纯银线等,也可用多股并绕的方式(如初级原用0.19mm的,现用0.08mmX3~5股来绕,次级原0.72mm用0.08mmX21股来绕)。
绕制高阻抗的输出变压器时应注意,由于线包匝数很多,在排线时应尽量排的整齐些,虽然乱绕对减小分布电容有一定程度的帮助,但乱绕的结果(特别是线径较大时)是线包体积增大,漏感增大。更为严重后果是铁芯窗口有可能无法容纳绕好的线包,尤以小尺寸的铁芯更要注意。初级采用"Z"对削弱分布电容对高频信号的影响有很大的帮助,次级可采用均匀的稀疏绕法。
绕制低阻抗的输出变压器时情况与高阻抗的输出变压器略有不同,由于线包的匝数较少,线包体积相对较小,这时我们可以采用适当的乱绕以减小分布电容Cs而Ls的量也不会增加很多。
最后的浸渍需注意的就是要选择高频特性好的绝缘漆,浸渍与不浸渍分布电容有较大的变化。输出变压器浸渍后,分布电容一般要增大20%--30%。

Tieg3023 发表于 2009-3-19 02:18:21

好文 拜读了 谢谢!:victory:

[ 本帖最后由 Tieg3023 于 2009-3-19 02:25 编辑 ]

山东激光 发表于 2009-3-19 08:04:14

不错,非常感谢!!!!!!

白居不易 发表于 2009-3-19 08:05:36

帖子中计算公式L=0.159Rz/fL,该公式应当由Rz=2πfL变化而来,因此分母中的L是多余的。

江门李安 发表于 2009-3-19 08:26:14

先收藏了:victory: .有时间慢慢学习...多谢啊:handshake

1a5gt 发表于 2009-3-19 08:32:49

大部分的观点是不错的,只是对用线问题有点不理解,0.08mm多股绕线效果怎样暂且不说,光绕制时容易断股,使用时容易霉断性能就很难保证:loveliness:

岁月留声机 发表于 2009-3-19 10:42:58

回4#原式中fL是输出变压器的低频输出频率。

白居不易 发表于 2009-3-19 11:26:57

回复 7# 岁月留声机 的帖子

明白了。有许多资料为了避免混淆,使用fd或者只用f而在文字中注明最低频率。

383248515 发表于 2012-12-31 12:10:18

很好的文章,感谢楼主的教育

农村小苑 发表于 2013-1-27 08:59:50

1a5gt 发表于 2009-3-19 08:32 static/image/common/back.gif
大部分的观点是不错的,只是对用线问题有点不理解,0.08mm多股绕线效果怎样暂且不说,光绕制时容易断股,使 ...

0.38mm以下的线就需要机器加工了,太细了。。。

zhangps 发表于 2013-2-2 21:07:43

想做好牛是要用功的:victory:

壁虎 发表于 2013-2-2 21:39:25

好文章先收藏了 有时间慢慢学习 拜读 多谢了

高不成低不就 发表于 2013-2-3 14:53:16

白居不易 发表于 2009-3-19 11:26 static/image/common/back.gif
明白了。有许多资料为了避免混淆,使用fd或者只用f而在文字中注明最低频率。

这么好的文章应该放在电子管技术区。

jdsbj 发表于 2013-2-3 18:31:17

学习了 :):):)

西北虎 发表于 2013-2-4 14:11:53

学习了,不错的:handshake
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