ترانسفورماتور برای کاربردهای تقویت کننده صوتی: راهنمای انتخاب عملی

آمپلی فایر 25 واتی لوله ای تک سر که در 100 هرتز زمزمه می کند و کمتر از 70 هرتز می چرخد، معمولاً دارای یک برد مدار سالم است. مشکل به طور معمول در مغناطیسی است: ترانسفورماتور قدرت میدان سرگردان را به مرحله ورودی تابش می کند و ترانسفورماتور خروجی قبل از رسیدن نت های بم از اندوکتانس اولیه خود خارج می شود. هر دو بخش تحت یک خط یکسان سفارش داده می شوند، اما به روش های کاملاً متفاوتی مشخص می شوند و قسمت ارزان تر اغلب آن چیزی است که طراحی مجدد را مجبور می کند.

در اینجا پاسخ کوتاه است. برای کاربردهای تقویت‌کننده صوتی، ترانسفورماتور قدرت را بر اساس رتبه‌بندی VA، ولتاژ ثانویه در بار کامل، تنظیم، افزایش دما و کلاس عایق مشخص کنید. ترانسفورماتور خروجی را با امپدانس اولیه، کنترل بایاس DC، مواد هسته و اندوکتانس نشتی مشخص کنید. هر چیز دیگری، از ضخامت لمینیت گرفته تا گلدان و محافظ، اصلاح این موارد است.

دو نقش ترانسفورماتور که اغلب اشتباه گرفته می شوند

تقویت کننده می تواند هر دو دستگاه را در خود جای دهد و قابل تعویض نیستند.

ترانسفورماتور برق، منبع تغذیه را به ریل ولتاژ بالا، معمولاً 250 تا 500 ولت DC پس از اصلاح، به اضافه سیم‌پیچ‌های رشته‌ای در 5 ولت یا 6.3 ولت تبدیل می‌کند. این ترانسفورماتور در فرکانس 50 یا 60 هرتز کار می‌کند و بر اساس ولتاژ آمپر، افزایش حرارت و کلاس عایق اندازه‌گیری می‌شود، و همچنین خاصیت لمسی را برای حفظ امنیت ایجاد می‌کند.
ترانسفورماتور خروجی مدار آند یک مرحله خروجی لوله را به بلندگوی 4، 8 یا 16 اهم جفت می کند. این یک سیگنال ولتاژ بالا و جریان کم را به یک سیگنال با ولتاژ پایین و جریان بالا تبدیل می کند و جریان آند DC را از سیم پیچ صدا مسدود می کند.

طرح های حالت جامد معمولاً فقط به اولین دستگاه نیاز دارند، اما ترانسفورماتورها همچنان در خطوط توزیع شده 70 ولت و 100 ولت و در جداسازی خط ظاهر می شوند. در هر مورد، منطق مشخصات یکسان است: ابتدا وظیفه الکتریکی را مطابقت دهید، سپس رفتار حرارتی و مغناطیسی را کنترل کنید.

تعیین ترانسفورماتور قدرت

رتبه بندی و ولتاژ

توان DC ولتاژ بالا و توان AC رشته را جمع کنید، سپس 20 تا 30 درصد فضای سر را اضافه کنید. یک ترانسفورماتور که به طور مداوم در رتبه پلاک خود کار می کند، افتاده و داغ می شود.
ولتاژهای ثانویه را در بار کامل و نه بدون بار اعلام کنید. واحدهای EI کوچک معمولاً بین 10 تا 15 درصد تنظیم می‌شوند، بنابراین یک سیم‌پیچ 300 ولتی بدون بار ممکن است 265 ولت را هنگامی که تقویت‌کننده جریان می‌گیرد، تولید کند.

محدودیت های حرارتی و ایمنی

کلاس عایق A (105 درجه سانتیگراد)، B (130 درجه سانتیگراد) و F (155 درجه سانتیگراد) حداکثر دمای نقطه داغ را تنظیم می کنند. یک واحد کلاس B با افزایش 60 K در یک کابینت مهر و موم شده بسیار متفاوت از هوای آزاد رفتار می کند.
استحکام دی الکتریک با آزمایش hipot، معمولاً 1500 تا 3750 ولت AC بین اولیه و ثانویه، بسته به استاندارد ایمنی اعمال شده، تأیید می شود. برای وسایل صوتی، رادیویی و تلویزیونی، UL 1411 و IEC/EN 61558 مراجع معمول هستند.
هسته های حلقوی جریان هجومی بالایی را می کشند، بنابراین یک فیوز آهسته یا یک وسیله محدود کننده هجوم را در طراحی در نظر بگیرید.
ترانسفورماتور طراحی شده برای 60 هرتز نباید روی 50 هرتز در همان VA بدون خطر اشباع استفاده شود، زیرا شار هسته تقریباً 20 درصد افزایش می یابد. یا بار را کاهش دهید یا هسته بزرگتر را از ابتدا مشخص کنید.

تطبیق امپدانس در مرحله خروجی

نسبت امپدانس برابر است با مجذور نسبت پیچ ها. بنابراین یک ترانسفورماتور 5 کوم به 8 اهم دارای نسبت امپدانس 625:1 و نسبت چرخش 25:1 است. امپدانس اولیه ای که انتخاب می کنید هم توان خروجی و هم اعوجاج را تغییر می دهد: 3.5 کوم معمولا وات بیشتری را با اعوجاج هارمونیک دوم بیشتر ارائه می دهد، در حالی که 8 کوم تمیزتر اما کمتر کار می کند. مقدار را در برابر برگه داده لوله و منحنی امپدانس واقعی بلندگو، که به خوبی از رقم اسمی خود فاصله می گیرد و به اوج می رسد، بررسی کنید.

تک پایان در مقابل فشار-کشش

یک مرحله تک سر، جریان آند DC را از طریق اصلی عبور می دهد، که هسته را به سمت اشباع سوگیری می کند. هسته باید شکاف داشته باشد و شکاف نفوذپذیری موثر را کاهش می دهد، بنابراین پشته باید بزرگتر باشد تا به همان اندوکتانس اولیه برسد. سیم‌پیچ‌های فشاری، جریان‌های DC مخالف را حمل می‌کنند. هنگامی که دو نیمه متعادل هستند، شار خالص نزدیک به صفر است، بنابراین نیازی به شکاف نیست و می توان از interleaving برای پهنای باند بیشتر استفاده کرد.

یک هدف عملی 20 هرتز تا 20 کیلوهرتز در 1 دسی بل در توان متوسط است، با گسترش فرکانس پایین توسط اندوکتانس اولیه و امپدانس منبع لوله خروجی تنظیم شده است.

فرمت هسته و سبک سیم پیچ مقایسه شد

مقایسه‌های معمولی برای ترانسفورماتورهای تقویت‌کننده صوتی؛ انتخاب درست به مدار بستگی دارد، نه به نام هسته به تنهایی.
صفت	EI لمینیت شده	حلقوی	C-Core
استفاده معمولی	توان و وظیفه خروجی، هدف کلی	ترانسفورماتورهای قدرت در شاسی فشرده	خروجی درجه بالا و وظیفه توان
میدان مغناطیسی سرگردان	بالاتر، نیاز به فاصله یا محافظ دارد	محدودیت میدانی کم و محکم	متوسط، پایین تر از EI
پسوند فرکانس پایین	خوب با یک پشته به اندازه کافی بزرگ	خوب است، اما شکاف دشوار است	خوب، شکاف عملی است
مدیریت بایاس DC	شکاف هوا برش در پشته، مناسب تک سر	مشکل، نیاز به شکاف یا هسته ویژه	شکاف در مفصل C قرار داده شده است
رفتار با فرکانس بالا	درهم تنیدگی اندوکتانس نشتی را کاهش می دهد	نشتی کم، ظرفیت بالاتر	نشتی کم با درهم آمیختگی
هوم مکانیکی	در صورت شل شدن لمینت ها می تواند وزوز کند	زمانی که در گلدان قرار می‌گیرد، بی‌صدا، صدای هجومی در هنگام شروع	متوسط، هنگام بستن بهبود می یابد

هوم، نویز و محدودیت پهنای باند

هوم مکانیکی از انقباض مغناطیسی و شل شدن لمینیت ها ناشی می شود. اشباع لاک خلاء و حلقوی گلدانی آن را کاهش می دهد و نصب ترانسفورماتور در زوایای قائم به سیم ورودی، اتصال القایی را به مراحل حساس کاهش می دهد.
یک سپر الکترواستاتیک، که معمولاً یک فویل مسی تکی که بین اولیه و ثانویه می چرخد، کوپلینگ نویز حالت معمولی را کاهش می دهد.
پاسخ فرکانس پایین توسط اندوکتانس اولیه و امپدانس محرک تنظیم می شود. رول آف فرکانس بالا توسط اندوکتانس نشتی و ظرفیت سیم پیچ تنظیم می شود. درهم تنیدگی اندوکتانس نشتی را کاهش می دهد، اما لایه های بیشتری ظرفیت خازنی را اضافه می کنند، بنابراین این یک مبادله است تا یک بهبود رایگان.
یک ترانسفورماتور ایزولاسیون 1:1 یا 600:600 اهم یک حلقه زمین را بدون قطع کردن مسیر سیگنال می شکند و یک خط نامتعادل را همزمان به یک خط متعادل تبدیل می کند.

ساخت نقاط کیفیت و تست که شکست های میدانی را پیش بینی می کند

بیشتر خرابی‌های ترانسفورماتور که به مشتری می‌رسند، به جای شکست در طراحی، خرابی فرآیند هستند و در تعداد کمی از مکان‌ها ظاهر می‌شوند.

کشش سیم پیچ و عایق لایه. سیم پیچ CNC با کشش ثابت از لغزش لایه جلوگیری می کند و تغییر واحد به واحد در اندوکتانس نشتی را محدود می کند.
خزش و پاکسازی. نوار حاشیه و آستین تعیین می‌کنند که آیا قطعه پس از ماه‌ها چرخه حرارتی، نه تنها در اولین نمونه، همچنان از تست hipot عبور می‌کند یا خیر.
آغشته به لاک خلاء، که سیم پیچ ها را ثابت می کند، ورود رطوبت را مسدود می کند و صدای وزوز شنیداری را کاهش می دهد.
تست معمول در هر واحد: نسبت چرخش، اندوکتانس اولیه، تعادل مقاومت DC، قطبیت، مقاومت عایق و استحکام دی الکتریک، به جای بررسی های فقط نمونه.

کارگاه ما از سال 2010 ترانسفورماتورهای الکترونیکی را با انواع EI به عنوان خط اصلی در کنار طرح های حلقوی، نوع C، پزشکی، صوتی، ولتاژ بالا، کنترل صنعتی و فرکانس بالا تولید می کند. مواد از تامین کنندگان تایید شده تحت سیستم ISO 9001 می آید و هر ترانسفورماتور قبل از ارسال بازرسی و آزمایش می شود. می توانید در مورد آن بیشتر بخوانید فرآیند طراحی تا تحویل در پشت این ترانسفورماتورها اگر می خواهید قبل از ثبت سفارش، جریان را بررسی کنید.

خرید: سیم پیچ سفارشی یا سهام استاندارد

ترانسفورماتورهای خارج از قفسه به ندرت با یک ولتاژ ریلی خاص، ارتفاع شاسی و استاندارد ایمنی به طور همزمان مطابقت دارند، بنابراین سیم پیچ سفارشی مسیر عادی برای سازندگان تقویت کننده است.

چه چیزی را در برگه مشخصات قرار دهید

ولتاژ و فرکانس اولیه، از جمله محدوده مورد انتظار شما در پریز دیواری.
هر ثانویه: ولتاژ در بار کامل، جریان، و اینکه آیا یکسو کننده را با ورودی خازن تغذیه می کند یا خیر.
مجموع VA، دمای محیط، کلاس عایق و ولتاژ آزمایش دی الکتریک.
سبک نصب، نوع بوبین، طول سرب و حداکثر ارتفاع بالای PCB.
استاندارد ایمنی قابل اجرا و علائم مورد نیاز.

تلورانس ها را قبل از ابزارسازی به توافق برسانید

اندوکتانس اولیه در 10 درصد، نسبت چرخش در 2 درصد، و تعادل مقاومت DC بین نیمه‌های فشار کشش در 5 درصد است.
ولتاژ و مدت زمان تست هیپات، به علاوه نمونه برداری یا 100 درصد نیاز تست.
قبل از تولید انبوه، تأیید نمونه را روی تقویت‌کننده خود روشن کنید، زیرا اندازه‌گیری‌های نیمکت روی بار استاتیک نشان نمی‌دهد که هسته شکاف‌دار در نزدیکی قطع شدن چگونه رفتار می‌کند.

بوبین‌های سفارشی، براکت‌ها و آماده‌سازی سرب همگی دارای ابزار هستند، بنابراین MOQ و زمان تحویل باید همراه با مشخصات الکتریکی تأیید شوند. اگر نیاز شما یک نوع طراحی موجود است، می توانید درخواست ترانسفورماتور سفارشی را ارسال کنید به طور مستقیم، که معمولاً مرحله نمونه را به میزان قابل توجهی کوتاه می کند.

سوالات متداول

آیا ترانسفورماتور حلقوی همیشه برای صدا بهتر است؟

خیر. تورویدها میدان سرگردان کمتری دارند و اندوکتانس نشتی کمتری دارند که به منابع تغذیه و عملکرد هوم کمک می‌کند. برای کار خروجی، فرمت‌های EI و C-core راحت‌تر از بین می‌روند، در طرح‌های فشار-کشش خنک‌تر اجرا می‌شوند و برای یک هدف پهنای باند خاص، ساده‌تر می‌شوند.

چرا ترانسفورماتور خروجی من اشباع یا وزوز می کند؟

علل معمول عبارتند از سیم‌پیچ‌های فشار کش نامتعادل، جریان DC در هسته‌ای که هرگز شکاف نداشت، یا پشته لایه‌بندی که فشرده‌سازی را از دست داده است. تعادل مقاومت DC بین نیمه ها را بررسی کنید و تأیید کنید که هسته برای جریان ایستاده طراحی شده است.

آیا ترانسفورماتور 60 هرتز می تواند در شبکه 50 هرتز کار کند؟

فقط با تضعیف. هنگامی که فرکانس کاهش می یابد، شار حدود 20 درصد افزایش می یابد، بنابراین هسته به اشباع نزدیک تر می شود: انتظار جریان مغناطیسی بیشتر، گرمای بیشتر و وزوز شنیداری احتمالی را داشته باشید. طراحی 50 هرتز را مشخص کنید یا بار را کاهش دهید.

آیا تقویت کننده های حالت جامد به ترانسفورماتور نیاز دارند؟

معمولاً در خروجی نیست. آنها هنوز به یک ترانسفورماتور برق اصلی نیاز دارند و کوپلینگ ترانسفورماتور هنوز در خطوط توزیع شده 70 ولت و 100 ولت و در جداسازی و تعادل در سطح خط استفاده می شود.

با برگه های مشخصات جداگانه، هر دو دستگاه را به عنوان خریدهای جداگانه در نظر بگیرید. ترانسفورماتور قدرت را با VA، ولتاژ ثانویه بارگذاری شده، تنظیم و کلاس عایق ثابت کنید. ترانسفورماتور خروجی را با امپدانس اولیه، بایاس DC و اندوکتانس نشتی تعمیر کنید. سپس تلورانس ها، معیارهای هیپوت و تایید نمونه را به صورت کتبی تایید کنید. این توالی بیشتر زمزمه، اشباع اولیه و عمر کوتاهی را که بعداً روی میز آزمایش ظاهر می‌شوند حذف می‌کند و تکرار طراحی دوم را از بودجه پروژه دور نگه می‌دارد.