也谈推挽变压器P-P阻抗与单边阻抗的关系

白居不易

这个问题的争论由来已久，本人也曾经参与其中，回帖早已湮没，为了阐明观点，另起炉灶，欢迎讨论，欢迎拍砖。
    推挽电路的负载阻抗一般用P-P表示，其文字含义为屏至屏有效负荷电阻（见1957年上海科技版电子管手册，也有的资料叫屏至屏负载阻抗）。
    由推挽变压器的变比计算公式n=√Z(P-P)·μ/Zc  得知，推挽变压器的初级阻抗就是P-P间的阻抗。与海版的公式相同，为了比较仍然用海版帖子里举的例子，阻抗为P-P12K，输出功率5W，次级阻抗8欧姆。我们仍用这个参数计算，为了简便不考虑效率μ，其变比n为√12000/8=38.73，设次级匝数为120，初级匝数为120X38.73=4647.6，其1半边绕组为2323.8匝，变比为19.37，半边绕组的反射阻抗为19.37^2x8=3001.6≈3K。
    根据已知参数，单端工作电子管初级阻抗为6K，变比n=√Zp·μ/Zc，仍然不考虑效率μ。n=27.4；设次级仍为120匝，初级绕组应当为3288匝，原变压器半个绕组为2323.8匝，其比例为3288/2323.8=1.415≈√2。
    上面是用阻抗计算的变比，如果按电压比计算：
    单端输出功率2.5W，初级电压√6000x2.5=122.48V，8欧姆负载，其电压为√2.5x8=4.47V，变比为27.4，与上面结果相同；推挽输出变压器输出功率5W，次级电压为√5x8=6.32V，与半边的比例为122.5/6.32=19.4，其结果与按阻抗计算相同。如果按照5W时的电压6.32V与2.5W功率计算，其阻抗为15.98欧姆，可以认为在推挽工作时其负载相当于两个16欧姆喇叭并联。
    结论P-P12K的推挽变压器，做单端使用，其半臂阻抗为12K/4=3K，P-P仍为12K，不存在3K^2=9K，更不存在6K^2=36K的情况。
   

jupeter

ym78321 发表于 2024-2-25 11:09
一直似懂非懂，忍不住插一句。凭感觉
纯乙类时初级两臂是一推一拉才完成一个周期完整波形的，喇叭阻抗反 ...

以两人拉锯为例：假设每人推拉的行程是1米，
乙类推挽：两个人，每人只负责自己一侧的1米行程，一边推拉时，另一边休息，一侧完成推拉，另一侧接手再完成推拉。这样，两人的推拉使锯的行程可以达到2米，可以锯2米直径的木头。
甲类推挽：两个人。每人负责两侧的1米行程，同时推拉，则实际锯的形成还是只有1米，但是因为是两个人同时工作不休息，则双方都感觉只用了一半力。
甲乙类推挽：两个人的位置比乙类近些，比甲类远些，在对方推送过来将要结束时，提前介入开始拉，完成自己半波之后，推过去时对方也稍微提前开始拉。这样总的锯行程就介于1米与2米之间。

乙类：两个人完成各自的半波的上升与下降，不参与对方的行动。
甲类：两个人同时完成了两个半波的上升与下降，两人始终参与全程。
甲乙类：每个人完成自己的半波，并且帮助对方完成了一部分对方的半波。

这应该是迄今为止最通俗的推挽原理的解释了。再不懂，备好酒席我上门解释。

MF35_

zhke的结论是正确的，我们不能把推挽变压器和推挽功放脱离开去看，一个PP阻抗为12K的推挽变压器，在不接入任何电路的情况下，其每个P到B+的反射阻抗为3k，是12k的四分之一，这是没错的，但仅仅限于独立的从变压器的角度去看。

接入推挽电路后，在一个周期内对信号积分（因为我们是在标量环境下讨论矢量问题，所以要积分求有效值），当推挽的一臂输出电流时，另一臂也同时反向输出电流，那么对于任意一臂来说，看到的情况就是“我输出的电流造成了2倍的感应磁通”，而感应磁通会影响电流的建立，所以单位电流产生2单位感应磁通，相当于负载电感变2倍，阻抗变2倍，也就是对于每臂来说，在工作时看到的变压器“端阻抗”是变压器单边变比阻抗的2倍，所以，对于一个PP12K的输出变压器，单边变比阻抗是3K，但放大器的每臂看到的是6K，因此放大器要用单臂6K的负载阻抗来设计，输出曲线图上的阻抗负载线也是6K。

举个最简单的例子，6P1甲类推挽PP阻抗10K，但每一臂都是一个设计工作在5K负载上的单端。设计功放就必须站在功放的角度看，

为什么会这样呢？因为推挽两臂同时工作，一臂产生的感应磁通阻碍了另一臂电流的建立，所以相当于增加了另一臂的阻抗，而两臂是平衡的，所以每臂看到的阻抗都是2倍。PP12K的输出变压器，单臂阻抗为6K就是这么来的，这个阻抗是给放大电路用的（再说一次，脱离放大电路讨论单臂阻抗没意义），并不是通过所谓的什么“一半线圈就是一半阻抗”得来的，我们还没这么肤浅，至于PP阻抗正好是两臂阻抗的和，这只是结论，并不是原因，但不妨碍我们如此使用。

假设我们设计一个功放，经过设计单臂输出阻抗确定在4K，那我们很容易就可以通过以上结论得到PP阻抗应该是8K，然后再根据变压器设计理论去设计变压器的参数。

还不明白的可以看看这个文章，这是ADI的一篇关于用差分输出DAC驱动中点抽头变压器的应用文档，差分输出DAC相当于并联馈电推挽输出。

其中有一个很重要的结论就是，变压器输出侧看到的阻抗Rs=2N*N*Ro，这里的N是次级/初级PP的变比，Ro是初级所接DAC单臂的输出阻抗，所以初级两臂的PP端等效阻抗Rp=2*Ro，即PP阻抗为单臂输出阻抗的2倍，当然，这些结论都是推挽输出端和变压器连接在一起才成立的。如果ADI这样的大公司还无法称为权威的话，我也无话可说。

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2014-12-15 12:59 上传

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白居不易

zhke 发表于 2014-12-15 11:24
第一~如你单独的计算那带中心抽头的变压器说对了。。。

第二~如你把那带中心抽头的变压器用在推挽电路中 ...

欢迎讨论但是请讲理由，什么叫带中心抽头的变压器？

白居不易

推挽变压器不带中心抽头吗？

白居不易

zhke 发表于 2014-12-15 11:58
带啊~

所以才可用在推挽电路中啊~~~

我的结论是通过计算得来的，如果要反驳，请指出计算错误。

landemaomao

原来在这里激烈战斗啊。愣是没看懂。推挽不是钢片一半倒叉，一半顺叉的吗？怎么考虑单边阻抗？顺叉过来，考虑就复杂了，你们辩吧。辩个结果出来。呵呵

landemaomao

hayyp 发表于 2014-12-15 11:59
很多坛友理论不行, 想法很不专业, 什么一半圈数就是一半阻抗, 与一半电压就一半功率一样可笑

对于认真思考的人来说，得出这样一个结果并不可笑。只能说没有搞懂。谁能说自己天生就懂，还不都是在错误中走过来的。可笑的是反过来的人，不去辨别真假对错的人。

landemaomao

这个因该就是正解了。海版的贴中有人以明确指出此问题。有点明白了

MF35_

白居不易 发表于 2014-12-15 11:44
欢迎讨论但是请讲理由，什么叫带中心抽头的变压器？

呵呵，白版，您的计算没错误，但您这么解释，可能大家更糊涂了，我认为大家问这个问题的目的在于想知道---“对于一个PP12K的推挽功放，我们应该如何选取功放管的工作点”，而功放管的输出阻抗是决定工作点的核心，所以大家就需要知道功放单臂的输出阻抗应该是多少，推挽功放都是通过设计单臂电路来完成的。

所以，给出的正确结论应该是，“一个使用PP12K推挽变压器的功放，其单臂应该设计成工作在6K的负载上”，这是成立的，具体看我上面的解释。

老驾新编

zhke 发表于 2014-12-15 11:51
第一~只有带中心抽头的变压器您的算法才能成立。。。

第二~俺是这样理解的见图。。。

两个6k绕组并联会是3k？老兄想当然了吧！莫说2个6K绕组并联，10个6k绕组并联还是6K啊。初次级匝数比，不因你绕组并联而改变。

未成之佛

弱弱地建议一下:能不能来一位善于动手的前辈,在实际工作的推挽电路中通入标准正弦波,量一下屏极交流电流有效值和屏-中间抽头的交流电压有效值,再量一量同样频率下带同样喇叭的屏-屏阻抗,算算看,哪种分析更接近?太宗说了,实践是检验真理的唯一标准

landemaomao

忍不住冒泡，反复看了相关的几个贴，FM35说的一句话很是有道理，就是：推挽变压器脱离推挽电路来讲本身就没意义，计算出的单边反射阻抗也没意义，所以我的原则是，设计功放就必须站在功放的角度看，不要去看变压器，设计变压器就站在变压器的角度看，这样就不会错。
我们脱离了电路来分析变压器，分析个啥？只能分析变压器的绕制，只能讨论如何绕能产生这样的阻抗的结果。还有变压器不就是线圈吗！加了硅钢片的线圈，怎么分析的时候都没有把磁通分析进去呢？

未成之佛

对乙类推挽电路来说，要放大的信号只是半个周波的信号，甲类电路基于正弦波小信号的理论分析不大适用。既然找不到合适的理论分析工具，不如就让试验数据说话吧继续建议大神们作实验

60年代的爱好者

输出变压器的绕组匝数与阻抗之间是平方关系，所以谈一半绕组的阻抗没有意义。
只要看输出变压器次级绕组4欧与8欧的匝数与阻抗关系，应该就明白了，这里不存在阻抗与匝数的对等。