Vinutí toroidního transformátoru pro výkonový zesilovač.

Hlavním prvkem napájecího zdroje je transformátor. Někdy jej lze zakoupit ve specializovaných prodejnách, na rozhlasovém trhu nebo přes internet. Ale častěji není možné koupit transformátor s požadovanými parametry. Chcete-li vyrobit transformátor sami, musíte se nejprve rozhodnout pro typ železa. Nejběžnější transformátory jsou vyrobeny z desek ve tvaru Ш. Transformátory na toroidním železe (kobliha z železné pásky) mají zároveň menší hmotnost a rozměry ve srovnání s transformátory na pancéřových jádrech z desek ve tvaru Ш. Toroidy se také vyznačují lepšími podmínkami chlazení vinutí a zvýšenou účinností. Při rovnoměrném rozložení vinutí po obvodu toroidního jádra prakticky nevzniká rozptylové pole a ve většině případů není potřeba stínění transformátoru. Při stavbě kvalitního zesilovače by se však obrazovka neměla opomíjet.

Navíc i na nejlepším hardwaru s indukcí 15000 5 Gs v toroidním transformátoru má magnetizační proud podobu pulsů se špičkovým faktorem 50 To je zdroj silného rušení s dosti širokým spektrem. Víceméně sinusový klidový proud. se při indukci stává méně než 6000 Gs pro ocel 3410 a 8000. 9000 Gs pro 3425. Snížená indukce výrazně zvyšuje cenu a hmotnost transformátoru, což je krajně nežádoucí pro sériová zařízení. Aby se však snížilo rušení ve výkonovém zesilovači zvuku, má smysl snížit indukci v napájecím transformátoru.

Pro výpočet parametrů toroidního transformátoru je velmi vhodné použít kalkulačku. Umožňuje vám rychle vypočítat parametry transformátoru a mít k dispozici hotový torus. Pro výkonové zesilovače Hi-End se doporučuje zvolit indukci v jádru vyrobeném z ruského (sovětského) železa maximálně 1,0 T. Pro dovezené železo (toroid ze starého UPS) je přijatelné 1,2 T. V tomto případě bude dosaženo nízkého magnetického rušení a minimálního akustického šumu z transformátoru.

Před navinutím toroidního transformátoru je nutné připravit vybrané jádro: nejprve odstraňte zkosení půlkruhovým pilníkem ze všech ostrých hran koblihy, poté obkreslete tužkou podél konce torusu a vystřihněte tváře ze silného papíru (pohlednice), přilepte tváře na strany torusu a vnější a vnitřní strany jádra zakryjte obyčejným papírem. Jiné možnosti izolace jádra jsou možné. Jde především o to, aby nedošlo k případnému zkratu primárního vinutí k jádru transformátoru v důsledku případného protlačení izolace a poškození laku drátu vinutí na ostrých hranách torusu při navíjení.

K navíjení toroidního transformátoru používám člunek ze dřeva nebo textolitu, na jehož koncích dělám rybinové výřezy. Člunek lze jednoduše vyrobit z dřevěného školního pravítka dlouhého 20-30 cm A aby při navíjení drátu na navíjení podélně nepraskl, je rybina vyztužena papírovou páskou (3-4 otáčky napříč). Při ručním navíjení použijte dráty PELSHO a PESHO. V extrémních případech můžete použít široce používaný navíjecí drát PEV-2 nebo PETV-2. Fluoroplastová fólie PET o tloušťce 0,01-0,02 mm, lakovaná tkanina LShSS tloušťky 0,06-0,12 mm nebo cambric páska jsou vhodné jako provazová a vnější izolace Použil jsem fluoroplastovou fólii.

Po navinutí vypočteného počtu závitů primárního vinutí je vhodné změřit proud transformátoru naprázdno. Chcete-li to provést, připojte tester do série s primárním vinutím v režimu ampérmetru. Abyste se vyhnuli případným nouzovým situacím, můžete zapojit žárovku 220 V, 40 W do série s primárem. Žárovka se rozsvítí, pokud je počet závitů malý. Pokud je transformátor správně navinutý, vlákno by mělo mít růžový odstín. Toroidní transformátor má velké spouštěcí proudy v okamžiku spuštění, přetížení může dosáhnout 160krát. Transformátor je tedy nutné spustit nikoli přes tester, ale pomocí „propojky“, která se následně otevře a testerem začne protékat proud.

Pro měření proudu naprázdno používám následující obvod:

Zapojím 10 Ohm rezistor do série s primárním vinutím transformátoru, přiložím síťové napětí a změřím na něm úbytek napětí. V souladu s tím je proud naprázdno roven I=U/R. V mém případě 0,045V/10Ohm = 0,0045A nebo 4,5mA.

Norma proudu naprázdno pro každý transformátor je individuální a obvykle nepřesahuje 50 mA při napětí 220 V. Zde platí hlavní pravidlo „Čím nižší proud naprázdno, tím lépe“, tím více tvar proudu naprázdno připomíná sinusovku.

Pro toroid v napájecím zdroji výkonového zesilovače je klidový proud:

• 20-30 mA – “uspokojivé”,
• 10-20 – “dobré”
• méně než 10 mA – “výborné”.

Pro výpočet počtu závitů primárního vinutí navinu sekundární vinutí libovolným dostupným drátem (v mém případě MGTF), přivedu síťové napětí na primární vinutí a změřím napětí na sekundárním vinutí.

Můj tester ukazuje 4 V na 0,581 závitech sekundárního vinutí Podle toho bude počet závitů primárního vinutí roven: U síť x N sekundární / U sekundární. V době měření byla síť 230 V. V číslech dostáváme: 230 V x 4 závity / 0,581 V = 1583 závitů.

Ještě pár slov o vinutí transformátoru. Aby se minimalizovalo rušení vyzařované toroidním transformátorem, je nutné rovnoměrně vyplnit každou vrstvu vinutí navíjecím drátem. Pokud jste v první polovině vinutí položili závity doprava, musí být závity druhé poloviny vinutí položeny doleva, aniž by se změnil směr pokládání samotných závitů kolem jádra. Pokud je nutné navinout dvě stejná vinutí (typické pro výkonové zesilovače), na cívku se navine dvojitý drát a poté se z cívky položí závity dvou sekundárních vinutí současně, jak je znázorněno na fotografii.

V mém případě se v jednom směru pokládají tři vrstvy primáru a ve druhém další tři vrstvy. Primární závěry jsou učiněny co nejblíže k sobě. Dvě sekundární vinutí byla navinuta podobným způsobem, dvě vrstvy byly položeny na jednu stranu a další 2 vrstvy na druhou. V souladu s těmito pravidly jsem vyrobil 120W toroidní transformátor pro Vasilichův zesilovač s N-kanálovým koncovým stupněm Alexey Nikitina, který zajistil minimální rušení na vstupních obvodech koncového zesilovače.

Budu rád, když se Vám moje zkušenosti s výrobou toroidních transformátorů budou hodit.