膽機輸出變壓器計算中的幾個問題

    膽機輸出變壓器在電子管功放電路中是必不可少的，其質量好壞直接決定膽機性能，對其進行設計和計算不可掉以輕心。焊機派發燒友歷經備料、繞制、裝配、浸漆烘乾等千辛萬苦，最後測試發現總有些指標無法令人滿意。其實這不怪製作者，因為現有的資料中，許多問題不甚明了。下面談談容易被忽略的問題。

1．阻抗計算
    有基礎的發燒友都知道，變壓器線圈一次側與二次側匝數比的平方等於阻抗比，即R1/R2=(n₁/n₂)² ，但往往忽略了線圈的銅阻。設一次側銅阻為r1，二次側銅阻為r2，變壓器由匝數比n把二次側喇叭阻抗Rx反射回一次側等效阻抗為R，並與銅阻相串聯。輸出總阻抗為Ro，則Ro=R+r1+Z2，式中Z2為二次側銅阻通過變壓比n反射回一次側的等效二次側銅阻，它等於r2n²，上式即變為Ro=R+r1+r2n²。一隻合理布置線圈的變壓器，即一次側與二次側線圈中電流密度相等的變壓器，其一次側銅阻r1應該等於二次側銅阻通過電壓比n反射回一次側的銅阻Z2，即r1=Z2，故變壓器總銅損r1+Z2=2r1。這樣，前式又變為R =R+2r1或R=Ro-2r1，請記住該計算公式，您經常會使用它。

【例1】某音頻輸出變壓器輸出阻抗Ro=5kΩ，r1=350Ω，二次側負荷為8Ω，求匝數比n。
n=(R/Rr)^1/2=[(Ro-2r1)/Rr]^1/2=[(5000-700)/8]^1/2=23.2
如果不考慮銅阻，其結果為n=25，製作出的變壓器阻抗將不是5000Ω，而變成了5700Ω，誤差由此產生。

    輸出變壓器鐵心中的磁感應強度很低，遠低於電源變壓器，鐵損較小，故損失主要是銅損。變壓器中有效阻抗R=n2R ，無效阻抗r1+Z2=2r1，有效阻抗R在總阻抗Ro中所佔比例即為變壓器的效率η，故η=(Ro-2r1)/Ro。在例1中η=(5000-700)/5000=86％。

2．用線直徑
     首先應考慮電流密度，一般不大於2.5A/mm²，考究的選2A/mm²。其次考慮變壓器效率，即給直流電阻定出了不大於某值的指標。如Ro=5000Ω的變壓器，如果η=90％ ，2r1=10％，則2r1=500Ω，r1=250Ω。通常第一條要服從於第二條。計算時先測量每匝平均長度，乘以匝數，得一次側線總長度。再查該規格線每米電阻，乘以總長度，即得一次側直流電阻。若不合格，再選別的規格線徑。當一次側選線決定后，二次側選線的標準如下：
在一個有兩側線圈的變壓器中，只有當兩側線圈中的電流密度相等時才是最合理用線。設一次側線徑為d₁，二次側線徑為d₂，匝數比為n，
根據變壓器原理n=U₁/U₂=I₂/I₁，電流與電壓成反比。而一次側、二次側電流密度相等同，導線截面積S與電流I成正比，故I₂/I₁ =S₂/S₁，面積比為直徑比的平方，S₂/S₁= (d₂/d₁)²，連起來為
n=U₁/U₂=I₂/I₁=S₂/S₁=(d₂/d₁)²
故d2=d1·n^1/2 ，請牢記此公式，只有按此公式算出的用線直徑比，一次側、二次側電流密度才相等，用線也最合理。

【例2】某輸出變壓器一次側用線為φ0.25mm，n=25:1。
二次側用線直徑為d2=d1*n^1/2=0.25×25^1/2 =1.25mm

3．氣隙計算
    甲類單端輸出變壓器中有直流電流通過，為避免鐵心磁飽和，將鐵心由對插改為順插，同時留有氣隙。該氣隙大小至關重要，太小則鐵心易磁飽和，太大又使電感量不足。在變壓器鐵心中決定磁感應強度的因素是磁動勢，也叫磁場強度，即H=I·n，單位為安·匝(A·T)，n為匝數，I為電流。在磁動勢壓力作用下，導磁材料中將產生磁感應強度，因此磁動勢H越大則鐵心中磁感應強度也越高，大到一定程度，鐵心導磁率μ迅速下降，鐵心便磁飽和了。這時應加大氣隙，控制磁感應強度。有氣隙的變壓器，其氣隙寬度δ=I·n·r，式中r為不同導磁材料的實用係數。從前，在冶金技術落後的情況下r=1.8×10-4(cm/A·T)。而對於現在常用的質地優良的硅鋼片，r=1×10-4(cm/A·T),氣隙寬度與鐵心大小無關。

【例3】某甲類單端輸出變壓器，一次側線圈n1＝3000T，由300B推動，板流Ia=80mA,求氣隙δ。
δ=I·n·r=0.08×3000×1×10^-4=0.024cm=0.24mm

電感量的測試條件不同時所測得的數據也不相同，一般有以下幾種：
1 初始電感
    電感表測得的空載電感則為初始電感。這種數據只對無負載的頻率校正網路有用，因為其條件與輸出變壓器工作條件相差甚遠，所以用處不大。
2 交流電感
    在變壓器一次側載入交流電壓所測出的數據便為交流電感，但必須附加測試條件，如頻率、電壓。該辦法測得的電感對推挽輸出變壓器有用，因其測試條件符合推挽輸出變壓器的實際工況。
3 載入直流工作電流后的電感
    適合甲類單端機用的有氣隙輸出變壓器、電源濾波抗流圈。該方法測試手段比較複雜，一般可用測得的交流電感數值的70％左右估作載入直流工作電流后的電感。