Máy biến áp cho UMZCH

Một trong những thiết kế radio nghiệp dư phổ biến nhất là bộ khuếch đại công suất âm thanh UMZCH. Để nghe các chương trình âm nhạc chất lượng cao ở nhà, hầu hết họ thường sử dụng các bộ khuếch đại âm thanh khá mạnh, 25 ... 50W / kênh, thường là các bộ khuếch đại âm thanh nổi.

Công suất lớn như vậy hoàn toàn không cần thiết để có được âm lượng rất lớn: bộ khuếch đại hoạt động ở mức một nửa công suất cho phép âm thanh sạch hơn, méo trong chế độ này và ngay cả UMZCH tốt nhất cũng có chúng, chúng gần như vô hình.

Việc lắp ráp và thiết lập UMZCH mạnh mẽ rất khó khăn, nhưng tuyên bố này là đúng nếu bộ khuếch đại được lắp ráp từ các bộ phận rời rạc - bóng bán dẫn, điện trở, tụ điện, điốt, thậm chí có thể bộ khuếch đại hoạt động. Thiết kế như vậy có thể được thực hiện bởi một người nghiệp dư vô tuyến đủ điều kiện, người đã lắp ráp nhiều hơn một hoặc hai bộ khuếch đại, đốt cháy trong các thí nghiệm đầu tiên không phải là một kg bóng bán dẫn đầu ra mạnh mẽ.

Mạch hiện đại tránh vật chất như vậy, và quan trọng nhất là chi phí đạo đức. Để lắp ráp UMZCH đủ mạnh và chất lượng cao, bạn có thể mua một hoặc hai microcircuits, thêm một vài bộ phận thụ động vào chúng, hàn tất cả những thứ này trên một bảng mạch in nhỏ, và vui lòng, trước khi UMZCH, nó sẽ hoạt động ngay sau khi bật.

Chất lượng phát lại sẽ rất tốt. Tất nhiên, sẽ không thể có được âm thanh ống lồng, nhưng nhiều bộ khuếch đại độc quyền và đặc biệt là các bộ khuếch đại của Trung Quốc sẽ bị bỏ lại phía sau. Một ví dụ sinh động về giải pháp như vậy cho vấn đề âm thanh chất lượng cao có thể được coi là chip TDA7294.

Điện áp cung cấp lưỡng cực của vi mạch có phạm vi rất lớn là ± 10 ... ± 40V, điều này cho phép có được năng lượng từ vi mạch vượt quá 50W ở mức tải 4Ω. Nếu không cần nguồn điện như vậy, chỉ cần hạ thấp điện áp cung cấp xuống một chút. Giai đoạn đầu ra của bộ khuếch đại được thực hiện trên các bóng bán dẫn hiệu ứng trường, đảm bảo chất lượng âm thanh tốt.

Rất khó để vô hiệu hóa một con chip. Giai đoạn đầu ra có bảo vệ chống ngắn mạch, ngoài ra còn có bảo vệ nhiệt. Chip, như một bộ khuếch đại, hoạt động trong lớp AB, hiệu suất của nó là 66%. Do đó, để có được công suất đầu ra là 50 W, sẽ cần một bộ nguồn có công suất 50 / 0,66 = 75,757 W.

Bộ khuếch đại lắp ráp được gắn trên bộ tản nhiệt. Để giảm kích thước của bộ tản nhiệt, nó không tệ chút nào khi nhiệt từ bộ tản nhiệt được quạt lấy ra. Đối với những mục đích này, một máy làm mát máy tính nhỏ, ví dụ, từ thẻ video, là khá phù hợp. Thiết kế của bộ khuếch đại được hiển thị trong Hình 1.

Hình 1. Bộ khuếch đại trên chip TDA7294

Cần lưu ý một tính năng nhỏ của chip TDA7294. Đối với tất cả các vi mạch mạnh mẽ như vậy, mặt sau bằng kim loại có lỗ để gắn vào bộ tản nhiệt được kết nối với một dây mạch chung. Điều này cho phép bạn cố định chip trên vỏ kim loại của bộ khuếch đại mà không cần dải cách điện.

Trên chip TDA7294, dây buộc này được kết nối điện với cực âm của nguồn điện, đầu cực 15. Do đó, một miếng đệm cách điện có dán dẫn nhiệt KPT-8 là cần thiết. Thậm chí còn tốt hơn nếu microcircuit được cài đặt trên bộ tản nhiệt mà không đặt hoàn toàn, chỉ với dán dẫn nhiệt và bản thân bộ tản nhiệt được cách ly khỏi thân (dây chung) của bộ khuếch đại.

Hình 2. Mạch chuyển mạch TDA7294 điển hình

Có thể nói rất nhiều về các bộ khuếch đại trên chip TDA7294, và một vài dòng được viết ở trên hoàn toàn không giả vờ là thông tin đầy đủ. Bộ khuếch đại này được đề cập chỉ để cho thấy một máy biến áp có thể cần bao nhiêu năng lượng, làm thế nào để xác định các tham số của nó, bởi vì bài báo có tên là Transformers Transformers cho UMZCH Hồi.

Nó thường xảy ra rằng việc xây dựng bắt đầu với việc tạo ra các nguyên mẫu, sức mạnh của nó được sản xuất từ ​​nguồn cung cấp năng lượng trong phòng thí nghiệm. Nếu kế hoạch hóa ra thành công, thì tất cả phần còn lại của công việc mộc mộc bắt đầu: trường hợp được thực hiện hoặc một trường hợp phù hợp từ một thiết bị công nghiệp tương tự được sử dụng. Ở cùng một giai đoạn, nguồn cung cấp năng lượng được sản xuất và một máy biến áp phù hợp được chọn.

Vậy loại máy biến áp nào là cần thiết?

Nó đã được tính toán cao hơn một chút rằng nguồn cung cấp tối thiểu phải là 75 watt và đây chỉ là một kênh. Nhưng bây giờ bạn có thể tìm thấy một bộ khuếch đại đơn âm ở đâu? Bây giờ đây ít nhất là một thiết bị hai kênh. Do đó, đối với tùy chọn âm thanh nổi, cần có một máy biến áp có công suất ít nhất một trăm năm mươi watt. Trên thực tế, điều này không hoàn toàn đúng.

Công suất lớn như vậy chỉ có thể được yêu cầu nếu tín hiệu hình sin được khuếch đại: chỉ cần đưa một hình sin vào đầu vào và ngồi, lắng nghe. Nhưng nghe lâu một tiếng rì rầm đơn điệu không chắc là một niềm vui. Do đó, người bình thường thường nghe nhạc hoặc xem phim có âm thanh. Đây là nơi mà sự khác biệt giữa tín hiệu âm nhạc và sóng hình sin thuần túy ảnh hưởng.

Một tín hiệu âm nhạc thực sự không phải là một hình sin, mà là sự kết hợp của các đỉnh lớn ngắn hạn và tín hiệu dài hạn của công suất thấp, do đó công suất trung bình tiêu thụ từ nguồn năng lượng ít hơn nhiều.

Hình 3. Công suất âm thanh thực tế. Mức giữa (đường màu vàng) của tín hiệu âm thanh hình sin và âm thực ở cùng mức tối đa

Cách tính nguồn cung cấp UMZCH

Phương pháp tính toán nguồn cung cấp được đưa ra trong bài viết "Tính toán nguồn cung cấp cho bộ khuếch đại công suất", có thể tìm thấy tại liên kết,

Bài viết cung cấp các cân nhắc về việc chọn các tham số của nguồn cung cấp, trong đó bạn cũng có thể tải xuống chương trình để tính toán nguồn cung cấp có tính đến các tính năng của các chương trình âm nhạc được sao chép. Chương trình hoạt động mà không cần cài đặt trong hệ thống, chỉ cần giải nén tệp lưu trữ. Kết quả của chương trình được lưu trong một tệp văn bản xuất hiện trong thư mục chứa chương trình tính toán. Ảnh chụp màn hình của chương trình được hiển thị trong hình 4 và 5.

Hình 4. Nhập dữ liệu vào chương trình tính toán

Các tính toán được thực hiện cho nguồn cung cấp được lắp ráp theo sơ đồ như trong Hình 5.

Hình 5. Cung cấp năng lượng UMZCH. Kết quả tính toán

Do đó, đối với bộ khuếch đại kênh đôi 50W có tải 4, cần có máy biến áp 55W. Cuộn dây thứ cấp có điểm giữa có điện áp 2 * 26,5V với dòng tải 1A. Từ những cân nhắc này, bạn nên chọn một máy biến áp cho UMZCH.

Có vẻ như máy biến áp hóa ra khá yếu. Nhưng, nếu bạn đọc kỹ bài báo được đề cập ở trên, thì mọi thứ sẽ rơi vào vị trí: tác giả hoàn toàn thuyết phục cho biết những tiêu chí nào cần được tính đến khi tính toán nguồn cung cấp UMZCH.

Tại đây bạn có thể hỏi ngay câu hỏi truy cập: Tập Và nếu công suất của máy biến áp trong tay sẽ lớn hơn tính toán? Vâng, sẽ không có gì xấu xảy ra, chỉ là máy biến áp sẽ hoạt động nửa vời, sẽ không đặc biệt căng thẳng và rất nóng. Đương nhiên, điện áp đầu ra của máy biến áp phải giống như điện áp tính toán.

Tổng công suất của máy biến áp

Không khó để nhận thấy rằng máy biến áp càng mạnh thì kích thước và trọng lượng của nó càng lớn. Và điều này không có gì đáng ngạc nhiên, bởi vì có một thứ như sức mạnh tổng thể của máy biến áp. Nói cách khác, máy biến áp càng lớn và càng nặng thì công suất của nó càng lớn, công suất của tải kết nối với cuộn dây thứ cấp càng lớn.

Tính công suất tổng thể theo công thức

Để xác định công suất tổng thể của máy biến áp, đủ để đo kích thước hình học của lõi bằng thước đơn giản, và sau đó, với độ chính xác chấp nhận được, tính toán mọi thứ bằng công thức đơn giản.

P = 1,3 * Sc * Vì vậy,

Trong đó P là công suất tổng thể, Sc = a * b là vùng lõi, vì vậy = c * h là vùng cửa sổ. Các loại lõi có thể được hiển thị trong Hình 5. Các lõi được lắp ráp theo sơ đồ HL được gọi là bọc thép, trong khi lõi tàu ngầm được gọi là lõi.

Hình 6. Các loại lõi máy biến áp

Trong sách giáo khoa kỹ thuật điện, công thức tính công suất tổng thể là tuyệt vời và lâu hơn nhiều. Trong công thức đơn giản hóa, các điều kiện sau được chấp nhận vốn có trong hầu hết các biến áp mạng, chỉ là một số giá trị trung bình.

Người ta tin rằng hiệu suất của máy biến áp là 0,9, tần số của điện áp lưới là 50 Hz, mật độ dòng điện trong cuộn dây là 3,5 A / mm2 và cảm ứng từ là 1,2 T. Hơn nữa, hệ số lấp đầy đồng là 0,4 và hệ số lấp đầy thép là 0,9. Tất cả các giá trị này được bao gồm trong công thức Real Real để tính công suất tổng thể. Giống như bất kỳ công thức đơn giản hóa nào khác, công thức này có thể đưa ra kết quả với sai số năm mươi phần trăm, đó là giá phải trả cho việc đơn giản hóa phép tính.

Ở đây, nó đủ để nhớ lại ít nhất là hiệu quả của máy biến áp: công suất tổng thể càng lớn thì hiệu suất càng cao. Vì vậy, máy biến áp có công suất 10 ... 20 W có hiệu suất 0,8 và máy biến áp 100 ... 300 W trở lên có hiệu suất 0,92 ... 0,95. Trong cùng một giới hạn, các đại lượng khác là một phần của công thức Real real có thể thay đổi.

Công thức, tất nhiên, khá đơn giản, nhưng có các bảng trong các thư mục nơi "mọi thứ đã được tính toán cho chúng tôi". Vì vậy, đừng làm phức tạp cuộc sống của bạn, và tận dụng một sản phẩm hoàn chỉnh.

Hình 7. Bảng để xác định công suất tổng thể của máy biến áp. Giá trị được tính cho 50Hz

Chữ số thứ ba trong việc đánh dấu lõi của tàu ngầm chỉ ra tham số h - chiều cao của cửa sổ, như trong Hình 6.

Ngoài công suất tổng thể, bảng còn có một tham số quan trọng như số vòng trên mỗi volt. Hơn nữa, một mô hình như vậy được quan sát: kích thước lõi càng lớn, số vòng trên mỗi volt càng nhỏ. Đối với cuộn sơ cấp, con số này được chỉ định trong cột áp chót của bảng. Cột cuối cùng cho biết số vòng trên mỗi volt cho cuộn dây thứ cấp, lớn hơn một chút so với cuộn sơ cấp.

Sự khác biệt này là do thực tế là cuộn thứ cấp nằm xa lõi (lõi) của máy biến áp và nằm trong từ trường yếu hơn so với cuộn sơ cấp. Để bù cho sự suy yếu này, cần tăng nhẹ số vòng dây của cuộn dây thứ cấp. Ở đây, một hệ số thực nghiệm nhất định có hiệu lực: nếu tại một dòng điện trong cuộn thứ cấp 0,2 ... 0,5 A số vòng quay được nhân với hệ số 1,02, thì đối với dòng điện 2 ... 4 A hệ số tăng lên 1,06.

Cách xác định số vòng trên mỗi volt

Nhiều công thức trong kỹ thuật điện là theo kinh nghiệm, thu được bằng phương pháp của nhiều thí nghiệm, cũng như thử nghiệm và sai sót. Một trong những công thức này là công thức tính số vòng trên mỗi volt trong cuộn sơ cấp của máy biến áp. Công thức khá đơn giản:

ω = 44 / S

Ở đây, mọi thứ dường như rõ ràng và đơn giản: là số vòng / vôn mong muốn, S là diện tích lõi tính bằng centimet vuông, nhưng 44, như một số tác giả nói, là một hệ số không đổi.

Các tác giả khác thay thế 40 hoặc thậm chí 50 vào công thức hệ số hằng số của thang điểm. Vậy ai đúng và ai không?

Để trả lời câu hỏi này, công thức nên được chuyển đổi một chút, thay vì hệ số hằng số Thay thế, thay thế chữ cái, ít nhất là K.

ω = K / S,

Sau đó, thay vì một hệ số không đổi, một biến được lấy, hoặc, như các lập trình viên nói, một biến. Biến này có thể lấy các giá trị khác nhau, một cách tự nhiên, ở một mức độ nào đó. Độ lớn của biến này phụ thuộc vào thiết kế lõi và cấp của thép biến áp. Thông thường biến K nằm trong khoảng 35 ... 60. Các giá trị nhỏ hơn của hệ số này dẫn đến một chế độ hoạt động nghiêm ngặt hơn của máy biến áp, nhưng tạo điều kiện cho cuộn dây do ít vòng quay hơn.

Nếu máy biến áp được thiết kế để hoạt động trong thiết bị âm thanh chất lượng cao, thì K được chọn càng cao càng tốt, thường là 60.Điều này sẽ giúp loại bỏ nhiễu với tần số của mạng đến từ máy biến áp.

Bây giờ bạn có thể tham khảo bảng hiển thị trong Hình 7. Có lõi ШЛ32X64 với diện tích 18,4 cm2. Cột áp chót của bảng biểu thị số vòng trên mỗi volt cho cuộn sơ cấp. Đối với sắt, ШЛ32X64 là 1,8 lượt / V. Để tìm ra mức độ K mà các nhà phát triển đã được hướng dẫn khi tính toán máy biến áp này, việc tính toán đơn giản là đủ:

K = ω * S = 1,8 * 18,4 = 33,12

Một hệ số nhỏ như vậy cho thấy chất lượng của sắt biến áp là tốt hoặc đơn giản là tìm cách tiết kiệm đồng.

Vâng, bảng là tốt. Nếu có một mong muốn, thời gian, lõi và dây quấn, nó vẫn chỉ để xắn tay áo và cuộn dây biến áp cần thiết. Thậm chí còn tốt hơn nếu bạn có thể mua một máy biến áp phù hợp hoặc lấy nó từ kho dự trữ chiến lược của riêng bạn.

Máy biến áp công nghiệp

Ngày xửa ngày xưa, ngành công nghiệp Liên Xô đã sản xuất một loạt các máy biến áp cỡ nhỏ: TA, TAN, TN và CCI. Các chữ viết tắt này được giải mã là, biến áp anode, dây tóc anode, dây tóc và biến áp để cung cấp năng lượng cho các thiết bị bán dẫn. Đó là biến áp của thương hiệu TPP có thể là phù hợp nhất cho bộ khuếch đại được xem xét ở trên. Máy biến áp của mô hình này có sẵn với công suất 1,65 ... 200W.

Với công suất định mức 55W, máy biến áp TPP-281-127 / 220-50 có công suất 72W là khá phù hợp. Từ chỉ định, có thể hiểu rằng đây là một máy biến áp để cấp nguồn cho thiết bị bán dẫn, số sê-ri phát triển 281, điện áp cuộn sơ cấp 127/220 V, tần số chính 50Hz. Tham số cuối cùng khá quan trọng, vì các máy biến áp của CCI cũng có sẵn ở tần số 400 Hz.

Hình 8. Thông số máy biến áp Mã hóa-281-127 / 220-50

Dòng điện sơ cấp được chỉ định cho điện áp 127/220 V. Bảng dưới đây cho thấy các điện áp và dòng điện của cuộn dây thứ cấp, cũng như máy biến áp dẫn đến các cuộn dây này được hàn. Sơ đồ của toàn bộ máy biến áp CCI là một: tất cả các cuộn dây giống nhau, tất cả các số pin giống nhau. Đây chỉ là điện áp và dòng điện của cuộn dây cho tất cả các mô hình máy biến áp là khác nhau, cho phép bạn chọn một máy biến áp cho bất kỳ dịp nào.

Hình dưới đây cho thấy sơ đồ điện của máy biến áp.

Hình 9. Mạch điện của máy biến áp CCI

Đối với đơn vị cung cấp điện của bộ khuếch đại hai kênh có công suất 50W, một ví dụ về tính toán được đưa ra ở trên, một máy biến áp có công suất 55W là bắt buộc. Cuộn dây thứ cấp có điểm giữa có điện áp 2 * 26,5V với dòng tải 1A. Một điều khá rõ ràng là để có được điện áp như vậy, sẽ cần phải kết nối các cuộn dây cùng pha 10 và 20V, và cuộn dây cùng pha là 2,62V

10 + 20-2,62 = 27,38V,

mà gần như phù hợp với tính toán. Có hai cuộn dây như vậy, được kết nối thành chuỗi trong một với điểm giữa. Kết nối quanh co được thể hiện trong Hình 10.

Hình 10. Kết nối của cuộn dây máy biến áp Mã hóa-281-127 / 220-50

Các cuộn dây sơ cấp được kết nối theo tài liệu kỹ thuật, mặc dù bạn có thể sử dụng các vòi khác, sẽ chọn chính xác hơn điện áp đầu ra.

Làm thế nào để kết nối các cuộn dây thứ cấp

Các cuộn dây 11-12 và 17-18 được kết nối theo pha - điểm cuối của cuộn dây trước, với điểm bắt đầu của cuộn dây tiếp theo (điểm bắt đầu của cuộn dây được biểu thị bằng dấu chấm). Kết quả là một cuộn dây đơn có điện áp 30V, và theo các điều kiện của nhiệm vụ 26.5 là bắt buộc. Để đến gần hơn với giá trị này, các cuộn dây 19-20 được kết nối với các cuộn dây 11-12 và 17-18 trong antiphase. Kết nối này được hiển thị bằng đường màu xanh, một nửa cuộn dây có điểm giữa được lấy. Đường màu đỏ cho thấy kết nối của nửa kia của cuộn dây được hiển thị trong Hình 5. Kết nối của các điểm 19 và 21 tạo thành điểm giữa của cuộn dây.

Cuộn dây và cuộn dây song song

Với kết nối nối tiếp, tốt nhất là nếu các dòng cuộn dây cho phép bằng nhau, dòng điện đầu ra cho hai hoặc nhiều cuộn dây sẽ giống nhau.Nếu dòng điện của một trong các cuộn dây ít hơn, nó sẽ là dòng điện đầu ra của cuộn dây kết quả. Lý do này là tốt khi có một sơ đồ mạch của máy biến áp: chỉ cần hàn các jumper và đo những gì đã xảy ra. Và nếu không có kế hoạch? Điều này sẽ được thảo luận trong bài viết tiếp theo.

Kết nối song song của các cuộn dây cũng được cho phép. Ở đây yêu cầu là thế này: điện áp của cuộn dây phải giống nhau và kết nối cùng pha. Trong trường hợp máy biến áp TPP-281-127 / 220-50, có thể kết nối hai cuộn dây 10 volt (dẫn 11-12, 13-14), hai cuộn dây 20 volt (dẫn 15-16, 17-18), hai cuộn dây ở 2,62V (kết luận 19-20, 21-22). Nhận ba cuộn dây với dòng điện 2.2A. Kết nối của cuộn dây sơ cấp được thực hiện theo dữ liệu tham chiếu máy biến áp.

Đó là cách nó bật ra nếu dữ liệu máy biến áp được biết đến. Một trong những thông số quan trọng của máy biến áp là giá của nó, ở mức độ lớn phụ thuộc vào trí tưởng tượng và sự kiêu ngạo của người bán.

Được coi là một ví dụ, máy biến áp TPP-281-127 / 220-50 từ nhiều người bán Internet khác nhau được cung cấp với mức giá 800 ... 1440 rúp! Đồng ý rằng nó sẽ đắt hơn chính bộ khuếch đại. Cách thoát khỏi tình huống này có thể là việc sử dụng một máy biến áp phù hợp thu được từ các thiết bị gia dụng cũ, ví dụ, từ TV đèn hoặc máy tính cũ.

Boris Aladyshkin

Đọc thêm về chủ đề này:Làm thế nào để xác định tham số máy biến áp không xác định