一个别样的单管输出变压器简捷设计方法

白居不易

《无线电与电视》杂志1959年6月号刊登了一篇《单管输出变压器简捷设计》的文章，该文介绍的设计公式，与常见的单端输出变压器设计公式不大一样，现介绍出来并做粗略的分析与比较，供大家参考：


下面分析一下该简捷设计公式与常用公式的区别：
1、初级电感L=R/485，5000/485=10.3亨；常用公式为L=R/2πf=0.159·R/f，0.159x5000/f=10.3，两者换算一下-3dBf≈77Hz，与作者说明-2dB，100Hz非常接近。
2、初级匝数W1=50√R，常用公式涉及初级电感、磁力线长度、铁芯截面积等，还没有分析出两者的关系。
3、阻抗比，次级阻抗根据喇叭音圈直流电阻得来，其变比没有考虑效率问题。
4、初级线径计算公式d1=0.025√Io，Io为功放管屏极电流，单位为mA；常用公式电流密度2.5A/mm^2时，Φ=0.7√I，I单位为A。两个公式经过换算，前者相当于常用公式Φ=0.8√I，其余量较大。
5、区别最大的是该设计方法先算出来窗口面积Qo，然后根据Qo选择适当的铁芯截面积S，（该文介绍的6V6GT单管输出变压器实例，Qo为4.2平方公分，选用CECEBI22的硅钢片Qo为5.46，有较大余量，可以满足要求，如果选择19的片子，则初次级线径需要适当减小，否则窗口容纳不下）。这一点与常用公式S=300xLxIo^2计算铁芯截面积公式完全不同，其优点可能是窗口可以保证初次级线圈容纳得下，缺点是没有给出铁芯截面积数据，根据电源变压器简易设计公式推断，一般So=Sc，如果采用CECI22的硅钢片。其叠厚应≥5.46/2.2≈2.5。
6、一般设计公式需要计算的空气隙，该设计方法认为可以忽略。
     有兴趣的网友不妨用两种公式做一比较。

于海旺

      这是作者的经验公式。在那个时期音源靠的是广播，主要目的是传播党中央的声音，对频宽与音质的要求较低，作者已经 申明是一种简捷的设计方法:        低音频（100Hz）。此时的衰减2db也就是说我们通常设计的最低频率是按100Hz计算的，经验公式难免与通用公式有出入是正常现象，如果设计三级收音机或小功率扩音器还是有可取之处。

白居不易

谢于版！我也是看到这个设计方法比较简捷（特别是初级匝数公式），计算结果与常用公式非常接近，对业余爱好者有一定参考价值，所以才转发出来，希望对大家有所帮助。

ZHANGDESHI

请教白板，就上述计算也好，其他公式计算也好，计算出来的初级圈数实在是多，以前坛子里，介绍的克里希的计算那个圈数还要高于您刚才的示例。但我个人实践来看，这个圈数（3600圈）在加上垫纸，是绕不下的。好像过去国产较高级的收音机，输出变压器也好似没有达到这个圈数。我年轻的时候，绕变压器，怕初级绕少了圈数，总是注意不可有跳线，线要排齐，如果没绕好，宁可退回去重绕。所以，一旦发现初级绕的在窗口达到一半以上一点之后，就不敢再绕了，怕最后装不下，采取的方法，就是按初次级比例重算次级圈数。幸亏如此，不然就装不下铁芯了。
希望能够讲讲实际绕制的经验圈数。

白居不易

ZHANGDESHI 发表于 2021-10-8 23:06
请教白板，就上述计算也好，其他公式计算也好，计算出来的初级圈数实在是多，以前坛子里，介绍的克里希的计 ...

您说的问题确实经常遇到，出现这个问题往往是最低频率取值过低，这样计算出来的初级电感过大、初级匝数过多，初级电感过大，漏感和分布电容必然也大，造成高频性能不良，这是一对固有的矛盾，为了高低频兼顾，最低频率不宜过低， 一般6P1输出变压器，初级3000匝，直流电阻400欧姆左右。  坛内有很多做输出变压器的高手，他们往往不用计算也能八九不离十。                                

于海旺

      音响制作与重放是一个系统工程，放大器只是其中一个重要环节，你频率在低宽，音箱能否放出也是个问题，另外还有的人对器乐不感兴趣，或缺少欣赏能力，就愿意听唱歌，这也不需要太低的频率。总之在设计输出变压器时要有针对性，不一定弄得初级匝数要多的多。

ZHANGDESHI

白居不易 发表于 2021-10-9 10:31
您说的问题确实经常遇到，出现这个问题往往是最低频率取值过低，这样计算出来的初级电感过大、初级匝数 ...

谢谢白板。
我个人后来绕输出变压器，曾经采用计算功率管屏极输出交流电压，按照计算电源变压器的方法计算后，乘以1.73做系数，为初级圈数，初次级比例仍按原计算方法，通过实践，效果也尚可以。

白居不易

ZHANGDESHI 发表于 2021-10-9 14:59
谢谢白板。
我个人后来绕输出变压器，曾经采用计算功率管屏极输出交流电压，按照计算电源变压器的方法计 ...

这样设计是有理论依据的。电源变压器设计公式，每伏匝数N/E=10^8/4.44f·Bm·Sc，f为电源频率，Bm为最大磁通密度，Sc为铁芯截面积；当电源频率为50Hz时该公式可以简化为450000/Bm·Sc，如果Bm为9000高斯，则该公式可以进一步简化为50/Sc，根据初级电压可以计算出初级匝数。所以按照电源变压器公式设计输出变压器，可以看做是低频下限50Hz的特例，由于设计单端输出变压器时由于有直流磁场，按照过去的硅钢片标准，一般最大磁通密度不宜大于6000高斯，9000/6000=1.5，如果低频下限较低，该系数还需要适当加大。                                                

ZHANGDESHI

白居不易 发表于 2021-10-10 08:56
这样设计是有理论依据的。电源变压器设计公式，每伏匝数N/E=10^8/4.44f·Bm·Sc，f为电源频率，Bm为最 ...

谢谢白板回复。您讲得很清楚。我是文科毕业生。初中赶上文化大革命，没有上课。恢复高考时，只能考了文科，毕业后以后一直教形式逻辑。无线电是小学就喜欢，插队时曾在山西给人家修扩音器，理论基础很差。大学毕业后，上班，搞文科挣钱项目，一直忙于养家挣钱买房，没有时间搞这些。退休后，孩子也大了，结婚走了，才捡起老爱好。虽然年轻时有不少实践，但毕竟没有系统学习过，中学数学是自己自修的，没有学过高等数学，所以很喜欢老先生讲些通俗易懂，且也便于应用的方法。
希望先生，是否有空讲一讲各种经验公式，以利于广大爱好者。谢谢。

白居不易

ZHANGDESHI 发表于 2021-10-10 09:19
谢谢白板回复。您讲得很清楚。我是文科毕业生。初中赶上文化大革命，没有上课。恢复高考时，只能考了文科 ...

以前曾经介绍过电容计算公式0.159系数的由来，以及《电源变压器简易设计公式的由来及改进》（见第3页），可供参考。

火星计划2009

这个公式基本得到的匝数都是偏多的，因为当时的铁芯磁感应强度都很低都不如现在的H50

白居不易

火星计划2009 发表于 2021-10-11 15:26
这个公式基本得到的匝数都是偏多的，因为当时的铁芯磁感应强度都很低都不如现在的H50

欢迎火星大师多介绍一下制作变压器的经验体会。

靠妮蟆鸟

白版主的资料非常简洁明了。。。

靠妮蟆鸟

于海旺 发表于 2021-10-8 18:54
这是作者的经验公式。在那个时期音源靠的是广播，主要目的是传播党中央的声音，对频宽与音质的要求较 ...

于版主的建议也是中肯的。。。

靠妮蟆鸟

火星计划2009 发表于 2021-10-11 15:26
这个公式基本得到的匝数都是偏多的，因为当时的铁芯磁感应强度都很低都不如现在的H50

过去的铁心不能和现在的铁心比较，它们差太多了，6000-8000的铁片到现在的16000-21000铁片。。。