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FU7推挽终于弄得差不多了,总结一下折腾过程

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发表于 2014-7-16 22:07:52 | 显示全部楼层 |阅读模式

做这台机器的起因是朋友送了一副很不错的铁芯,为了配铁芯这个“鞍”,结果弄出FU7推挽机这一匹“马”。
自电路选型、设计,绕牛、焊接调试各组件、加工机壳、统调到初步完成,前后历时2个多月。其间遇到疑问发帖N个,经论坛里朋友们的帮忙,总算弄出了个大概模样。机器调的差不多了,最大不失真输出功率约23W,先上几张外观图。

14正面外观.JPG
13正面外观.JPG
15后部.JPG
12内部.JPG





补充内容 (2014-7-19 21:52):
最大功率23瓦,大家可能会觉得低了。这个值并不是lz随便测测随口说说的,为了提高功率,修改电路、改变测试条件实测,计算、仿真,多种手段都证明最大功率标称23W是合适的,帖子里有折腾过程和用这个功率值的理由。

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发表于 2014-7-18 08:07:58 | 显示全部楼层
    楼主制作的不错。
    从测试结果看,这个电路的最大不失真功率也就这样了。
    过去50W扩音机是用输入变压器的,这一点对功率输出是很重要的,可以实现推动与输出级之间的最佳匹配,同时功放管的工作状态可以更接近乙类,使转换效率提高。而一些用电子管倒相的FU7推挽电路,标称输出功率是40W,这是有区别的。
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发表于 2014-7-17 20:50:19 | 显示全部楼层
输出功率小超过23W后失真的原因应该在推动级,即大信号时栅极出现栅流引起的失真,如果为了追求大功率的话建议使用变压器推动。
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 楼主| 发表于 2014-7-16 22:41:47 | 显示全部楼层
未完待续。。。。。。。。。
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发表于 2014-7-16 23:00:03 | 显示全部楼层
推挽23瓦是不是有点小?
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发表于 2014-7-17 08:53:17 | 显示全部楼层
fu7 推挽屏压取550v刚刚好。
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发表于 2014-7-17 09:20:09 | 显示全部楼层
jj亮起来真好看
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发表于 2014-7-17 09:36:34 | 显示全部楼层
    很不错
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发表于 2014-7-17 09:43:32 | 显示全部楼层
边上两个拇指管就点个灯充数啊,是要准备两级放大吗
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 楼主| 发表于 2014-7-17 09:51:16 | 显示全部楼层
本帖最后由 bg1trk 于 2014-7-17 10:20 编辑

制作过程大概分为以下几步:
规划电路形式的纸面工作;
电源牛、输出牛的设计和制作;
电源板设计、制作和调试;
电压放大组件、功率放大组件的制作及调试;
机壳加工、开孔;
总装。


规划电路形式的纸面工作:
找资料学电子管推挽电路的特点,参照网上朋友们的制作实例,总结了几份电路架构。
SRPP+屏阴分割倒相+功率放大
SRPP+屏阴分割倒相+阴随推动+功率放大
共阴放大+屏阴分割倒相+共阴推动+功率放大
共阴放大+长尾倒相+功率放大
共阴放大+长尾倒相+阴随推动+功率放大等等
最终确定用“共阴电压放大+长尾倒相+功率放大”结构,并预留一级“阴随推动”供调试时做对比。

下图为到目前为止使用的电路。
00功放电路图.jpg

电源牛使用0.5mm厚的133片,叠厚65mm。B值7500,功率按保守值200W算,每伏匝数为2.1。次级输出6.3V、6A,双3.15V、4A,2组6.3V备用各2A,35V、100mA,150V+150V、150mA,主高压320、350、400、450V,200mA以上(电流为各绕组最大允许电流)。
03绕电源牛.JPG
03电牛线圈.jpg
03电牛接线板.jpg


电源电路图:
01电源电路.jpg

主高压采用CRC滤波,换用电牛不同的抽头,直流高压350V至520V分几档可调,电流大于250mA。负栅压为4路稳压输出,-27V至-37V可调。
副高压特意设计一个并联稳压电路,用两组这样的电路分别输出输出+200V、+320V为电压放大级、倒相级供电。这个并联稳压电路从设计、验证、初试、调整,到最终

完成耗费了1个月时间才完成。
021腐蚀PCB.jpg
02板子.JPG
06电源组件测试.JPG

输出变压器P-P阻抗6.6K ,Φ0.23绕3048匝,8欧姆Φ0.67绕118匝(次级绕3组),4欧姆83匝处抽头。初级没有采用繁琐的左右分段绕法,4段完整的初级线圈两个中间层串联为B-P1,最内、最外层串联为B-P2。两只牛的初级每臂电阻分别为135.2--136.6、135.8--134.1,相差不大。
制作、测试详情:http://www.crystalradio.cn/thread-566095-1-1.html

04绕输出牛.JPG
05牛群.JPG


制作电压放大级、功率放大级基板,焊接原件,上电调试:
07-0各个零部件.JPG
07-1组件焊接、测试.JPG

制作好的各组件在机壳上摆位,确定开孔尺寸,加工机壳,总装:
07-2各组件摆位.JPG
08切割方孔.JPG
09背板开孔.JPG
10机壳里面.JPG
11机壳正面.JPG
12焊接.JPG

关于变压器摆位,专门有个帖子:
http://www.crystalradio.cn/thread-568990-1-1.html















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发表于 2014-7-17 10:14:41 | 显示全部楼层
本帖最后由 tty111 于 2014-7-17 10:22 编辑

574V阳压标准接法输出功率决不止23W,应该能到40W左右。原因是你的帘栅接法。标准接法帘栅极应该直接接320V电源把5K电阻去掉。或在帘栅加一个电解使得帘栅极电压稳定,两个帘栅级加电容接地后把两个帘栅并联即可,建议直接接稳压电源。如果阳压400V左右输出就是20多W和6p3p差不多,FU-7就是要高压才能发挥它的特长,不知楼主实际电压多少,应该480V至600V合适。
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 楼主| 发表于 2014-7-17 11:17:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 bg1trk 于 2014-7-17 11:40 编辑
tty111 发表于 2014-7-17 10:14
574V阳压标准接法输出功率决不止23W,应该能到40W左右。原因是你的帘栅接法。标准接法帘栅极应该直接接320V ...


机器装好后通电老化两个晚上后进行调试(调试分电路调试和校音,以下所指调试均为电路调试。),老化时粗侧功率约30W左右。


先分级调试,然后接入负反馈统调。
电压放大级:
信号发生器输出1KHz正弦信号,有效值1000mV。用示波器监看波形,根据失真情况和信号输出幅度微调工作点。调整结果最终确定为阳极输出信号交流有效值15V左右时(只到这个值就不再增大输入信号幅值,够用了)无明显失真。

倒相级:
输出空载,最大不失真输出电压为60V左右。接入功率级后,受功率管栅极电压牵位,不失真电压最大为33V左右(栅压为-34V时)。

功率放大级:
FU7阳极电压560V,栅帘极310V,栅压-34V,阴极电流20mA。320V稳压电路的调整管烧了,因没有备件,栅帘极供电用简易稳压凑合着,以后再改回来。即使是凑合的稳压电路,栅帘极电压也是稳定的,没问题。
按上面这个参数,8欧输出端电压增至13V左右时波形开始出现明显消顶失真,此时功率约为23W左右。




很多资料上标明FU7推挽,工作在AB1类时输出功率50W左右,至此以为电路有问题,开始反复折腾。
23W时出现失真的原因是栅极推动电压最高只能到33V,增至栅压附近时开始出现消顶失真。推动信号受栅压牵位,栅压绝对值越低,输入信号不失真值越低,输出功率越小。
增加不失真功率的第一个办法是加深栅压,调试时栅压-27V至-35V都试过,-35V栅压是调试时用的最高值,输出功率增加有限。
第二个办法是加入推动级,凭“蛮力”提高推动信号“牵位门槛”。为此特意将预留的推动级启用,焊接了一级阴随推动加入电路(推动级的参数电路图里都有,是调

试后的可用参数),并引入大环路负反馈改善失真以期增大不消顶输出电压。经此折腾,最大功率能到27W左右,不能再高了。考虑到只增加了4W左右功率,为了换取这多出来的3-4W功率,代价是增加两只推动管,其灯丝要单独拉线,还要垫高灯丝电位,还要做一组降压电路为其供电,这么麻烦感觉不值得,最终还是拆除了临时焊接的推动级。
预留的推动管不做阴随推动了,以后用作其他玩法,先留着,想折腾时再动手。

至此机器电路基本调试完毕,关于最大功率的标示办法,例如输出最大不消顶电压时峰值功率约为45W。例如若不计较失真,用最大输电压的均方根值为19V左右,功率也为45W左右。这两个值都和资料上的值差不多,但第一个值是峰值功率,第二个值失真严重,都没什么意义。
输出无明显失真时功率为23W(正弦平均功率),个人认为应该用这个值标示最大功率。


下面是调试、测试时的一些图片。

不加阴随推动时的最高输出,13.5V左右,功率约为23W(峰值功率45W):
01不加阴随推动的最高输出.JPG

为了提高功率,临时加焊的推动级,乱七八糟:
02临时焊接阴随推动.jpg

加入阴随推动和负反馈后的最大不失真输出电压,此时功率约27W:
03阴随推动 负反馈后最大输出.jpg


拆除阴随推动后的各频点最大输出:
08 20hz最大功率.JPG
07 1khz最大功率.JPG
07 20khz最大功率.JPG

手绘的频率--功率曲线(负载电阻功率不足,只能长时间坚持在9W左右)
06 功率-频率曲线.jpg

方波表现:
08方波50HZ.jpg
09方波200HZ.jpg
10方波1KHZ.jpg
11方波10KHZ.jpg
12方波20KHZ.jpg
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发表于 2014-7-17 11:17:50 | 显示全部楼层
机器做得漂亮有详细调试不错,学习了
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 楼主| 发表于 2014-7-17 11:28:16 | 显示全部楼层
本帖最后由 bg1trk 于 2014-7-17 11:52 编辑
tty111 发表于 2014-7-17 10:14
574V阳压标准接法输出功率决不止23W,应该能到40W左右。原因是你的帘栅接法。标准接法帘栅极应该直接接320V ...


关于最大输出功率,有两个帖子:
http://www.crystalradio.cn/thread-574332-1-1.html
http://bbs.hifidiy.net/thread-986975-3-2.html

我这机器用峰值功率或不计失真的功率表示,也能到50W左右,但这个值没有意义。

反复折腾,不失真正弦平均功率最大只到27W左右,到头了。
不敢说别人是乱标功率,也不敢说现在的电路绝对没问题(就这么三级简单电路,其实与大家用的差不多,并已尽力考虑排除各种影响因素),这台机器最大功率只能定在23W左右(是指波形无肉眼可辨失真情况下的最大正弦平均功率),无论仿真还是实测都是如此。

仿真可显示总谐波失真,仿真参数与实测参数相差无几,总谐波失真1%-3%之间,输出功率22-25瓦。仿真截图供参考。
131 30%.JPG
091 1.5%.JPG
101 3%.JPG
111 5%.JPG
121 11%.JPG
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发表于 2014-7-17 11:33:20 | 显示全部楼层
楼主手工艺强大,做工漂湸
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发表于 2014-7-17 11:51:20 | 显示全部楼层
每天学习一下,增长知识!
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发表于 2014-7-17 12:49:36 | 显示全部楼层
本帖最后由 tty111 于 2014-7-17 13:03 编辑

我是说你的帘栅极电压静态时稳定,动态时不稳定。当有输出时,帘栅流会增加,通过5K电阻会产生压降,有时会降到200V以下,严重影响输出功率。如静态时帘栅流3mA,帘栅压310V,当满功率输出时帘栅流会增加到十几mA,你没有电容帘栅压会下降很多,下降值计算比如帘栅流15mA则15X5K=75V。所以帘栅压必须稳定在320v.当然输出功率平常都是说的RMS,有效值。最大值功率是有效值的2倍。

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