輸出變壓器的製作經驗

本文試著從輸出變壓器的一些深入淺出的理論與膽友們探討輸出變壓器的繞制,製作。



一.輸出變壓器的效率



輸出變壓器的線圈肯定有直流電阻 ， 有電流過就產生功率損耗 ， 從而產生效率 ， 在輸出變壓器中一般鐵心損耗較小可以不加考慮 ， 主要是銅耗 ， 因此要提高輸出變壓器唯一途徑是增加導線直徑 ， 但這樣又會降低鐵芯窗口的利用率 ， 又會加大變壓器的體積 。 適合的效率選擇是必需考慮。

二.初級線圈電感



L≥Rpp/2*3.14f√M2 –1

式中Rpp為功率管的最隹阻抗 , f為要求最低頻率 , M為中音頻增益與f增益的比值 , 一般取2-3分貝 .

輸出變壓器在低頻段時頻率特性與輸入幅度有關 , 因為鐵心的磁感應強度與輸入電壓成正比 , 也就是說當輸入電壓低時磁感強度小 , 鐵心的導磁係數小 ,初級線圈的電感量也小 ,結果是低頻矢真增大 , 反之亦然 , 所以設計時應從最低工作頻率最小信號電壓的情況 , 考慮初級線圈的電感 , 這一點不能忽視它 , 畢竟信號輸入電壓是變化的 , 而非恆定的 , 初級線圈的電感也是非恆定值 .





三.變壓器的圈數比n



輸出變壓器的圈數比應根據阻抗匹配的原則確定 , 即折算到變壓器初級端的線圈負載電阻應等於末級電子管最佳負載阻抗 , 此時功率輸出最大失真最小 , 圈數比公式 : n=√Rpp*n/R2 此式中Rpp電子管最佳負載電阻 , n為蘿變壓器效率 , R2為出阻抗 , 一般情況下取 2 - 8 o , 但是我們知道現今音箱阻抗的標法是一種國標標法 , 而實際上音箱阻抗是決非一條恆定不變的直線 , 而是隨頻率改變而改變的阻抗曲線 , 音箱測試系統測試音箱的阻抗曲線就很明顯看出 , 而且此測試信號還是恆定的 , 音箱工作時的輸入信號是寬頻的複合突變信號 , 因此在計論前先簡要說一下喇叭的一個特徵 :



我們目前絕大部分是動圈喇叭 , 其結構均為有一個產生磁場的磁鐵與一個繞有導線的音圈 , 記得中學物理實驗有一根導線在一個磁鐵產生的磁場中切磁力線運動 , 其導線兩端會產一個電壓 , 同理如果咱們在喇叭端子上接一電壓表 , 手來回輕按振盆會發現有一個變化不定的電壓 , 並視手壓的幅度大小有關 . 並且由於喇叭的損耗和非線性失真的影響 , 喇叭不可能把功放輸出的電能全部轉化成機械能 , 而會產生剩餘電能 , 此多餘電能就會在音圈中產生額外的反電動勢Back emf . 喇叭工作運動中會存在一定的慣性作用下的振動 ,如前面討論一樣產生一個電壓 , 並視振盆慣性大小決定電壓大小 , 此電壓與反電動勢合併會通過初次級間感應耦合 , 反過來影響到輸出變壓器的初次級圈數比 .



輸出變壓器的圈數比計算是需要的 , 但經驗實踐與電路設計製作試聽調整是必需的 , 再好的先進的儀器也代替不了耳朵 .



四 時間常數



變壓器的初級線圈電感量決定了最低工作頻率和這頻率所允許的頻率失真有關 , 但變壓器的尺寸及材料損耗並不決定電感量 , 變壓器時間常數是由初級電感量與線圈電阻的比值決定的 , 根據磁路學和電工學(此處簡化推訪) t=l/r=0.00000001256u//o*ScSm1/LcLm，式中Sm1 Lm1為鐵心窗口初飯線圈所佔的截面與平均匝長 , o為導線電阻係數 , 從上式可知變壓器線圈的時間常數與線圈的圈數和導線的線徑無關 , 而與線圈導線的材料 , 鐵心材料及鐵心與線圈形有關 , 這就為什麼需用高導磁有取向鐵心及為什EI鐵心的輸出變壓器與環形與R型輸出變壓器聲音不同的原因之一 .





五 臨界功率



當變壓器功率增加鐵心的磁感應強度也相應地增加 , 但結果會造成磁的非線性失真 , 變壓器的體積不僅與最低頻率最低頻率時的失真 效率有關 , 還和變壓器的功率及所允許的非線牲失真有關 , 當變壓器輸出功率達到一定值時 , 鐵心的磁感應強度也剛好達到使非線性先真到達允許值時 , 這時的功率稱之為臨界功率 , 當超過臨界功率時鐵心的磁一感應強度增加 , 使非線性失真超過允許值 , 並且還應考慮當變壓器工作在最低工作頻率 , 而外加電壓(狺號交流電壓)為最大值時 , 這時鐵心的磁感應強度也達到最大值 , 因此臨界功率必須從最低工作頻率考慮 , 增加臨界功率是個不錯選擇 , 這也是為何現代膽機輸出變壓器個頭越來越太的原因 .





六 線圈的圈數計算



初級次級圈數的計算很多文章均有論述 , 這就不多談 了 , 總之理想的線圈為 :



一 電感為無限大 , 以保證工作最低頻率失真度最小 ;



二 漏感與分佈電容為零 ; 當然這是不可能的 , 此三者是相互矛盾關係 , 在實際製作應三者兼顧 , 從平衡考慮 ,線圈的計算符合 :



一 要保證線圈的電感量符合低頻工作時的頻率失真要求 ;



二 要保證鐵心磁感應強度不超過非線性失真要求 , 因此以下幾點供大家參考 :





一 , 一般層次交替數取三就夠了 , 這時漏感最小分佈電容最小效果最好 , 層次增多效果不明顯 , 但繞線工藝卻複雜多了 ;



二 ,絕緣材料的重視 , 層間組間采肉用厚薄不一的電纜紙是不錯的選擇 , 骨架也極為重要 , 電木骨架是最理想了 , 盡量避免塑膠骨架與聚脂薄膜類絕緣材料 ;



三 , 用高導磁率的鐵心 , 這樣在保證足夠的電感量時 , 圈數可減少 , 分佈電容與漏感也就相應減小 , 並且保證大功率增加時 , 鐵心的磁感應強度不致於因鐵心本身導磁率低時而引起非線牲矢真和磁飽和 ,;



四 ,線圈的布置和引線出頭 , 這是很多膽友們經常忽略的地方 , 在繞制線包時 , 應使高壓線圈放在外層 , 這樣可以減小線圈與鐵心的分佈電容 , 次級線圈的”始”端應該接低電位 , “末”端接高電位 , 這可以減少次級與鐵芯的分佈電容 .



總之 , 輸出變壓器的繞制涉及面極廣 , 除了材料 ,選擇理論設計 , 更多需要熟練的繞制手法(非現代的電腦繞線機與人工亂線排線法) , 以及驗算線徑的取捨與初級線圈的結松等等 , 這更多依賴於經驗與實踐的支持 , 並且與膽機的製作 , 電路搭配 , 凋試音色走向是相符相成 , 畢竟輸出變壓器與膽機電路是一個整體 .