JAK ZROBIĆ DOBRY TRANSFORMATOR GŁOŚNIKOWY.

[gustaw353]

Pozwoliłem sobie pozbierać myśli (swoje, może nie wszystkie) porozrzucane tu i tam i umieścić tutaj.
W tytule tematu napisałem: „jak zrobić ...” bo nie tylko jest ważne : jak nawinąć – cała konstrukcja jest istotna ! Na temat sposobów wykonania transformatorów głośnikowych, międzystopniowych i innych podobnych wiele napisano. Informacji jest sporo lecz jest ona rozproszona.
Proponuje by tutaj ją skomasować.
Niech to będą linki do ciekawych materiałów, załączniki i opisy własnych doświadczeń itp
Sporo wiedzy jest już w dwóch pierwszych „przyklejonych” tematach w dziale „Transformatory” naszego forum.
Zbędne komentarze, wystąpienia na tematy poboczne mogą niepotrzebnie rozmydlić wątek.
Nich to będzie biblioteka sprawdzonych pomysłów i „patentów” na dobry transformator głośnikowy.

* Jeśli podobny temat już jest na Forum to chętnie tam umieszczę swoje myśli a ten skasujemy.

W temacie: viewtopic.php?f=7&t=24639&start=15#p263108
pisałem:
"Posuw drutu w nawijarce to dobra sprawa – ale...
No właśnie – ale czy posuw tam i z powrotem jest dobry? Oczywiście jest łatwy w realizacji.
Transformatory, szczególnie głośnikowe, powinny być nawijane z innym sposobem układania kolejnych warstw. Każdą warstwę należy rozpoczynać od tego samego brzegu, tzn: po nawinięciu ostatnich zwojów jednej warstwy wracamy na początek i układamy kolejną warstwę.
Pozwala to zmniejszyć napięcie międzyzwojowe pomiędzy skrajnymi zwojami w kolejnych warstwach.
Takie nawijanie zmniejsza również pasożytnicze pojemności co w transformatorach głośnikowych i innych, np. międzystopniowych ma znaczenie.
Tak więc posuw tak - ale z możliwością szybkiego cofania do początku warstwy."

Załącznik do przetłumaczenia:

Nawijanie transformatora.pdf

(123.92 KiB) Pobrany 1587 razy

To już było u nas pokazywane:
viewtopic.php?f=7&t=24002&hilit=transfo ... ystopniowy
viewtopic.php?f=7&t=20428&hilit=transfo ... ystopniowy
viewtopic.php?f=7&t=155&start=15&hilit= ... ystopniowy ...i jeszcze są tu odsyłacze,
http://www.fonar.com.pl/audio/projekty/ ... rafagl.htm

[Jado]

Mnie zawsze kusiło, żeby nawinąć transformator głośnikowy z uzwojeniem krążkowym, choć koledzy z Forum twierdzą, że miałby on gorsze parametry niż transformatory wykonywane klasycznie. Cykin w swojej książce nie stawia chyba jednego sposobu nawijania nad drugim.
Może przyczyną małej popularności tego sposobu nawijania jest trudność w wykonaniu karkasu jak i również konieczność obliczeń szerokości miedzy ściankami dla poszczególnych uzwojeń, tak aby mimo różnych ilości zwojów i grubości drutów uzwojenia zajęły tą samą wysokość (czy też może grubość).
Może tu jednak być gorszy współczynnik wypełnienia miedzią ze względu na liczne ścianki karkasu - choć z drugiej strony nie trzeba by stosować przekładek ceratkowych między uzwojeniami pierwotnymi i wtórnymi
Można by kiedyś spróbować takiego eksperymentu - dla ciekawości

Mam nadzieję, że nie "rozmywam wątku" koledze Gustawowi swoimi rozważaniami...

[gustaw353]

http://klimanski.com/?p=2932

Jest tu ciekawy i dość przekonywujący materiał. Można czasami poczuć lekką woń audiofilizmu lecz niech ona nie powoduje uprzedzeń.
Kilka sztuczek technologicznych i słusznych propozycji autora jest godnych uwagi.

[gustaw353]

By nie produkować nowego tematu zaproponuję tu pytanie - jak określić właściwą wielkość przerwy w rdzeniu transformatora głośnikowego dla SE ?
Ja mam swój sposób praktyczny. Czy Wy też ?

[dolphin123]

http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/jasiu/eka/trafo.html
Znajdują się tu kalkulatory między innymi do oszacowania wielkości rdzenia.

[gustaw353]

Kol. diolphin123, proponujesz wiele teorii a ja mam na myśli praktyczne określenie (sprawdzenie) wartości owej szczeliny.
Właściwie zastosowana metoda praktyczna jest jednoznacznym potwierdzeniem naszych dociekań i prawdziwości teorii.

[AZ12]

Witam

Myślę, że oscyloskop i odpowiedni generator sinus pozwoli na sprawdzenie wielkości szczeliny.

[gustaw353]

By nie „teoretyzować” w innym temacie na naszym Forum, bo tam kolega oczekiwał prostej odpowiedzi na proste pytanie, pomyślałem o kontynuowaniu dyskusji tutaj. Mam nadzieję, że zainteresuje ona dociekliwych i może da się wyjaśnić co nieco.

Dotyczy tematu - http://www.trioda.nazwa.pl/trioda/forum ... 55#p317283

Rzecz szła o transformatorze głośnikowym z dodatkowym uzwojeniem.
Dotyczy transformatora zastosowanego we wzmacniaczu SE. W takim wzmacniaczu pracującym w klasie A (z dużym prądem spoczynkowym) składowa stała prądu przepływającego przez uzwojenia transformatora wyjściowego stanowi zasadniczy czynnik wytwarzający strumień magnetyczny w jego rdzeniu. Składowa zmienna strumienia magnetycznego określona jest wartością prądu zmiennego – sygnału m.cz. i jest tylko mniejszą częścią całego strumienia w rdzeniu.
Dominującym jest stały strumień magnetyczny. Powoduje on spore wstępne namagnesowanie rdzenia. W takiej sytuacji by osiągnąć dobre parametry wzmacniacza stosować należy duże rdzenie i tworzyć w nich szczelinę magnetyczną. Szczelina pomniejsza indukcyjność uzwojenia a tym samym ogranicza pasmo przenoszenia od strony niskich tonów. Wstępnie namagnesowany rdzeń uniemożliwia osiągnięcie maksymalnej amplitudy wzmacnianego sygnału – brak możliwości pracy na całym prostoliniowym odcinku histerezy (krzywej magnesowania rdzenia).

I tu należy sięgnąć do rozwiązań omawianych w cytowanym wcześniej temacie.

- układ bez UL

- układ z UL
W konstrukcji transformatora głośnikowego w omawianych wzmacniaczach stosuje się kompensacje podmagnesowania rdzenia przez redukcję stałego strumienia magnetycznego wywołanego przepływem prądów stałych: anodowego i siatki drugiej lampy końcowej (przez jedne uzwojenia) i prądu pobieranego przez pozostałe stopnie (przez drugie „pomocnicze” uzwojenie).
Uzwojenia te pracują , można tak powiedzieć, w układzie równoległym - nie przepływa przez nie ten sam prąd stały. Są to prądy stałe w niezależnych obwodach. Uzwojenia połączone są w fazach przeciwnych a więc stałe strumienie magnetyczne przez nie wywołane będą się kompensować.
Natomiast dla składowych zmiennych prądów w tych uzwojeniach zachodzą inne zależności. Zmienny strumień magnetyczny w rdzeniu transformatora wywoływany jest tylko składową zmienną prądów lampy końcowej płynących w obwodach: anody oraz siatki drugiej (gdy UL).
Tak więc w uzwojeniu „pomocniczym” tylko zaindukuje się (przetransformuje się) sygnał m.cz. a samo ono nie tworzy zmiennego (m.cz.) strumienia magnetycznego w rdzeniu. Moc sygnału tracona w tym obwodzie będzie niewielka bo ograniczona dość dużą opornością rezystora włączonego szeregowo z tym „pomocniczym” uzwojeniem i z uwzględnieniem współczynnika transformacji.
W związku z tym, że uzwojenie „pomocnicze” połączone jest w fazie przeciwnej do pozostałych uzwojeń transformatora to składowa zmienna o częstotliwości 100Hz (prostowanie pełnookresowe) będzie częściowo redukowana w obwodach zasilania .
Rezystor, o którym mowa wyżej, i indukcyjność uzwojenia „pomocniczego” są oczywiście elementami tradycyjnego filtra tętnień w konfiguracji C/L+R/C – jest to zasadniczy człon zasilacza odpowiadający za filtrację napięć anodowych.
By w pełni wykorzystać zalety tej metody walki z brumem nie można zaniedbać właściwego, poprawnego sfazowania względem siebie wszystkich uzwojeń, łącznie z wtórnym głośnikowym

[Piotr]

By jednak trochę poteoretyzować policzmy coś.
Zastanówmy się nad prostym układem z jedną lampą, gdzie Ua=250V, Ia=50mA, Ra=5k.
Dla uproszczenia przyjmijmy idealny przypadek, że wzmacniacz ma sprawność 50%, czyli Pa=12,5W, Po=6,25W.

Weźmy teraz przykład z zamieszczonego wyżej schematu.
Przez pomocnicze uzwojenie nie przepływa cały prąd spoczynkowy, lecz jedynie niewielka jego część zasilająca stopnie wstępne. Przyjmijmy 5mA. Rezystor szeregowy pomocniczego uzwojenia wynosi 5k, zatem żeby nie obciążył znacząco lampy mocy, ilość zwojów uzwojenia pomocniczego musi być znacząco mniejsza, niż uzwojenia głównego. Przyjmijmy 5 razy, choć byłoby to już znaczące obciążenie dla lampy.
Ile amperozwojów przedstawia w tym przypadku dodatkowe uzwojenie? Prąd jest 10 razy mniejszy, ilość zwojów 5 razy mniejsza, czyli otrzymamy 1/50 wartości uzwojenia głównego.
Podsumowując, otrzymaliśmy sytuacje jak gdyby w uzwojeniu pierwotnym składową stałą zredukować o 2%, czyli z 50mA do 49mA. Ceną za to jest konieczność nawinięcia dodatkowego uzwojenia i spadek mocy wzmacniacza z 6,5W do 5,2W, a więc o 20%.
Opłacało się?

Może zatem pełna redukcja składowej stałej będzie bardziej korzystna?
Weźmy więc układ z dodatkowym uzwojeniem transformatora, które ma w pełni kompensować składową stałą w rdzeniu. Przyjmijmy rezystor 10k. Aby lampa była poprawnie obciążona nowe Ra musi również wynieść 10k, ponieważ obie rezystancje z punktu widzenia lampy będą połączone równolegle.
Tym razem lampa do obciążenia przekaże 3,125W. Przez dodatkowy rezystor z kolei będzie musiał przepłynąć cały prąd spoczynkowy, czyli wydzieli się na nim 25W, a napięcie zasilające będzie musiało wynieść 750V. Sprawność wzmacniacza z 50% spadnie do 8,3%.
I znów można zapytać: czy warto w takim stopniu poświęcić sprawność i moc wyjściową dla redukcji składowej stałej w rdzeniu?

Weźmy jeszcze trzeci przykład, w którym zamiast utrzymania takiego samego punktu pracy będziemy chcieli utrzymać moc wyjściową na pierwotnym poziomie, ale eliminując składową stałą z rdzenia.
Chcąc otrzymać 6,5W przy Ra=5k, dodamy w zasilaczu rezystor również o wartości 5k, ale będziemy musieli zastosować lampę zdolną wydzielić 25W na anodzie przy prądzie 100mA. Napięcia pozostaną niezmienione, a więc 250V na anodzie lampy i 750V z zasilacza. Moc tracona na rezystorze wyniesie w tym przypadku 50W, a sumaryczna moc tracona w układzie 75W.
Transformator będzie co prawda pozbawiony składowej stałej, ale będzie musiał posiadać dodatkowe uzwojenie o identycznej objętości (taka sama ilość i przekrój zwojów), jak pierwotne.
Czy taki transformator będzie tańszy i łatwiejszy do wykonania od klasycznego transformatora ze szczeliną?

Mam wrażenie, że powyższe trzy przykłady jasno pokazują, że pomysł "kompensacji składowej stałej" w transformatorze SE może w pewnych warunkach działać, ale w praktyce jest pozbawiony sensu zarówno technicznego, jak i ekonomicznego.

[Einherjer]

Można pójść dalej i obciążyć uzwojenie kompensujące źródłem prądowym. A potem jeszcze krok dalej i wysterować źródło sygnałem z przeciwną fazą. Hmmmm. Czy to przypadkiem nie będzie wzmacniacz przeciwsobny? ;P

[Piotr]

Oczywiście. Sprawność, która mi wyszła z obliczeń, tzn 8,3% zgadza się z teoretyczną maksymalną sprawnością dla stopnia obciążonego rezystorem. Jeżeli zastąpimy go źródłem prądowym, które ma tę zaletę, że nie obciąży lampy mocy, to uzyskamy teoretycznie maksymalną sprawność 25%. Wreszcie po wysterowaniu owego źródła w przeciwfazie uzyskamy 50%, czyli maksymalną sprawność wzmacniacza w klasie A. Tyle, że zgodnie z tym co zauważył przedmówca, będzie to już wzmacniacz przeciwsobny...

[gustaw353]

Napisałem w sąsiednim temacie o bułgarskiej "Melodii":

"Transformator został opracowany do pracy z lampą EL84/6P14P nie przez amatorów-hobbystów.
Jeśli nie podoba się dodatkowe uzwojenie można je odłączyć przepinając rezystor 1k z punktu (3) do punktu (2) a punkt (3) zostawić wolnym. Zawsze można powrócić do pierwowzoru i przekonać się jak to wpływa na pracę stopnia – co z brumem, czy przerwa magnetyczna w rdzeniu nie powinna być inna ? ... itp."

Teraz to tyle - brak czasu.
Później dopiszę trochę swoich przemyśleń w temacie.

[gustaw353]

Wzmacniacz w klasie A (SE) z natury jest mało sprawny energetycznie. Ich moc wyjściowa na ogół nie przekracza kilku watów i zasilane są z sieci.
Tak więc rozwodzenie się nad tym czy będzie on mniej sprawny z powodu zastosowania omawianego dodatkowego uzwojenia kompensującego nie ma sensu. Rozwiązanie to było powszechnie stosowane. Widać decydującym był fakt, że dzięki niemu można poprawić parametry jakościowe wzmacniacza.
Oczywiście ten „patent” nie jest panaceum na wszystkie bolączki. Umiejętnie zaaplikowany, wraz z tradycyjnymi zasadami poprawnego projektowania i wykonania tak transformatora jak i całego wzmacniacza, dawał oczekiwany rezultat.
Popatrzmy na jeszcze jeden pozytyw wynikający z zastosowanej metody ograniczenia podmagnesowania rdzenia a tym samym możliwość zmniejszenia szczeliny w rdzeniu.. Nie tylko poprawia ona „parametry akustyczne” wzmacniacza. Ma wpływ na wielkość strumienia rozproszonego.
Na zasadzie odwrotności taki transformator jest mniej wrażliwy na pole zakłócające. Zmniejsza się tendencja do sprzężeń pasożytniczych i w transformatorze mniej indukują się pobocze zakłócenia.
Rozmieszczenie transformatorów jest mniej krytyczne. Można zastosować mniejsze rdzenie. Dawno zauważyłem taką zależność w konstrukcjach urządzeń, które bywały w moich rękach.

Zajrzałem do swoich teczek. Poszedłem „bułgarskim śladem” by zobaczyć co inni knuli w tej sprawie:
DDR - Juwel 2 (mam werk)
Philips B4D31A (mam go)
Philips B3X44A
Philips 4311
Tesla 532A Echo
NordMende Carmen 56
Orion AR602
Blaupunkt 2330 Granada
Grundig 80 (prostownik pólokresowy)
................................. i masa innych, większość !

Oto dla przykładu bardzo ciekawe konstrukcje:

Opracowanie tradycyjnego transformatora nie jest łatwe dla amatora-hobbysty. Wymaga posiadania wiarygodnych danych (np. o zastosowanym materiale na rdzeń) i wiedzy. Do zrealizowania zadania potrzebne jest też zaplecze warsztatowe, pomiarowe i materiałowe.
Tak więc amatorzy tworzą lub powielają konstrukcje proste, tradycyjne, można powiedzieć – szkolne.
Czasami, aby nadać swojemu działaniu większego splendoru posiłkują się rozpasaną teorią i rozwodzą się nad oczywistymi lecz mało istotnymi detalami.
Przepraszam za te audiofilskie wycieczki.
Zachęcam do poszukiwań dawno zapomnianych ciekawych rozwiązań lub tylko niedostrzeganych.

[Einherjer]

gustaw353 Wybacz, ale moim zdaniem takie rozwiązania miały sens tylko w czasach, gdy bardziej opłacało się kombinować z dodatkowymi uzwojeniami niż dołożyć jedną więcej lampę mocy i jedną triodę na odwracacz. Teraz jest dokładnie odwrotnie. Nie uważam też, żeby moje zaplecze warsztatowe, pomiarowe i materiałowe ustępowało temu co mieli konstruktorzy tych urządzeń kilkadziesiąt lat temu. Cała ta "rozpasana teoria", która została tu przedstawiona, służy tylko pokazaniu, że zysk z takich kombinacji jest stosunkowo niewielki i lepszym rozwiązaniem jest zbudowanie wzmacniacza przeciwsobnego. Zapewniam Cię, że mogę Ci od ręki narysować kilka razy bardziej rozbudowany wzmacniacz z mnóstwem poprawiających jakość rozwiązań. Pytanie tylko czy komplikowanie układu zawsze ma sens. Nie mam aż takiej predylekcji do prostoty jak Piotr, ale nawet w obrębie nieoptymalnej dziś techniki lampowej lubię szukać optymalnych i rozsądnych rozwiązań.
Oczywiście co innego jeśli ktoś chce koniecznie SE a nie PP albo ma transformator, który ma już takie dodatkowe uzwojenie.

[Krzysztof_M]

Oczywiście co innego jeśli ktoś chce koniecznie SE a nie PP albo ma transformator, który ma już takie dodatkowe uzwojenie.

Swego czasu wykonałem na TG2,5-1-666 wzmacniacz z ECL82 (pentoda w trybie triody pracuje).
Trafo TG2,5-1-666 posiada 3 uzwojenia - pierwotne oraz głośnikowe i słuchawkowe. Słuchawkowe uzwojenie wprowadziłem w obwód katody triody wyjściowej.
Nie mam już nigdzie notatek z pomiarów przed i po włączeniu tego uzwojenia. Ale zmiany były spore.
Moc z okolic 900 mW przy THD 5% powędrowała wyżej do ok. 1,2 W przy THD 5%.
Pasmo przenoszenia uległo poszerzeniu. Ze sprzężeniem teraz "ciągnie" od 18 Hz przy 3 dB spadku.
Górnego pasma nie pamiętam niestety, jedynie fakt, że uległo poprawie.
Oczywiście zmiana była słyszalna, ale to sprzężenie nie było głębokie.

Ot, wykorzystałem właśnie okoliczność, że takowe trafo posiadałem a bardzo denerwowało mnie to niewykorzystane uzwojenie.