Розрахунок вихідного трансформатора

Методика комплексного розрахунку технічних параметрів вихідного трансформатора для лампових каскадів потужності.

Вихідними даними для розрахунку вихідного трансформатора є такі технічні параметри:
1) опір навантаження Rн
2) найвигідніше опір навантаження лампи кінцевого каскаду R а;
3) внутрішній опір лампи кінцевого каскаду з урахуванням зворотного зв'язку Riβ або просто Ri. якщо зворотний зв'язок відсутній;
4) нижня робоча частота fн;
5) потужність трансформатора РТР.

В результаті, проведеного розрахунку, потрібно визначити:
1) фізичні розміри сердечника;
2) числа витків і діаметри проводів обмоток.

Величини R а. Ri і РТР беруться з розрахунку кінцевого каскаду або з таблиць з набором характеристик відповідної лампи, використовуваної вихідному каскаді.

Розрахунок вихідних трансформаторів для однотактний схем

1. Коефіцієнт трансформації

де Rн - опір звукової котушки гучномовця постійному струму (в Ом), R а - найвигідніше опір навантаження кінцевої лампи (в Oм).
2. Активний опір первинної обмотки трансформатора

3. Опір еквівалентного генератора (в Oм)

де Riβ - внутрішній опір кінцевої лампи з урахуванням зворотного зв'язку, яке можна прийняти рівним Ri / A. де A - коефіцієнт зворотного зв'язку. A = 1 + βK. де K - коефіцієнт посилення каскаду, а β - коефіцієнт передачі, що показує яка частина сигналу з виходу підсилювача передається на вхід, в якості зворотнього зв'язку.
4. Індуктивність первинної обмотки (в гн)

де fн - нижня робоча частота (в Гц).
5. Для Ш-образних броньових сердечників, як штампованих так і стрічкових, орієнтовні значення параметра (ScSок) можна знайти за графіком (рис. 1), на якому наведені залежності твори площі перетину сердечника Sc на площу вікна Sок від потужності трансформатора РТР для різних режимів роботи кінцевого каскаду. По знайденому значенням ScSок. користуючись розділом довідкових даних магнітних сердечників. по таблиці 1, можна визначити сердечник з набраних пластин, а дані по крученим стрічковим сердечникам можна знайти в таблиці 2. Більш докладні розміри кручених стрічкових сердечників, знаходяться в розділі - Стрічкові магнітопроводи.

Мал. 1a. Графік залежності потужності вихідного трансформатора від твору площі перетину сердечника на площу вікна Ш-образного магнітопровода, для різних типів ламп та схемотехніки при малих значеннях потужності.

Мал. 1b. Графік залежності потужності вихідного трансформатора від твору площі перетину сердечника на площу вікна Ш-образного магнітопровода, для різних типів ламп та схемотехніки при великих значеннях потужності.

6. Розрахунок попереднього числа витків первинної обмотки і величини немагнітного зазору проводиться за методикою, наведеною в розділі сайту - Дроселі.
7. Визначається амплітуда напруги на первинній обмотці трансформатора

8. Перевіряється величина максимальної індукції Вм в осерді (в Гс)

де:
Um1 - амплітуда напруги на первинній обмотці (в В).
Якщо Вм> 7000 Гс, то число витків первинної обмотки слід визначати за формулою

9. Число витків вторинної обмотки

10. Діаметри проводів обмоток (в мм). Для первинної обмотки діаметр розраховується за формулою:

Діаметр дроту вторинних обмоток вихідного трансформатора залежить від струму кожної вторинної обмотки і розраховується за формулою:

Розрахунок вихідних трансформаторів для двотактних (P-P) схем

1. Визначається коефіцієнт трансформації і індуктивність первинної обмотки так само, як і для однотактного трансформатора.
2. Вибирається тип пластин по малюнку 1 і таблиці 1, визначається середня довжина магнітного шляху LС (в см), площа вікна Soк (в см2) і розраховується перетин сердечника (в см2)

де:
Р - потужність трансформатора (в вт).
За табл. 1 підбирається відповідний тип сердечника.
3. Число витків первинної обмотки

де:
L1 індуктивність первинної обмотки (в Гн), μн - початкова магнітна проникність матеріалу сердечника.
4. Амплітуда напруги на первинній обмотці

де:
Ra - опір навантаження між анодами ламп кінцевого каскаду.
5. Число витків первинної обмотки, виходячи з допустимої індукції в осерді (Bmдоп <= 7000 Гс),

З двох отриманих пунктах 3 і 5 значень w1. вибирається і використовується більше.
6. Число витків вторинної обмотки

Де n - коефіцієнт трансформації, який розраховується для конкретного вихідного каскаду потужності з використанням конкретного типу вихідних ламп:

де:
Raa - опір анодного навантаження між анодами вихідних ламп в (Ом);
Rн - опір динамічних відтворюють систем в (Ом), що підключаються до вторинних обмоток вихідного трансформатора.

Розрахунок діаметрів проводів проводиться також, як і для однотактного трансформатора. Перевірка розміщення обмоток проводиться звичайним способом, як і для однотактного трансформатора.
Сердечники трансформаторів для двотактних схем збираються без зазору, так як ці трансформатори працюють без підмагнічування постійним струмом.

Розрахунок вихідного трансформатора для двох навантажень

Схеми двох варіантів виконання вихідних трансформаторів для двох навантажень наведені на малюнку 2.
У схемі 2а навантаження підключаються до окремих обмоток, в схемі 2б - до однієї обмотці з автотрансформаторним відведенням.

Мал. 2. Схеми двох варіантів виконання вихідних трансформаторів для двох навантажень.

Коефіцієнти трансформації визначаються за формулами:

Якщо Rн1 / Rн2 = а. то навантаження можна підключити до однієї вторинної обмотці послідовно.
При цьому коефіцієнт трансформації розраховується за такою формулою:

Якщо Rн1 / Rн2 = 1 / а. то навантаження можна підключити до однієї вторинної обмотці паралельно.
У цьому випадку коефіцієнт трансформації потрібно розраховувати за такою формулою: