输出变压器的基本设计.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流输出变压器的基本设计.精品文档.输出变压器的基本设计在这里介绍一个相对来说比较简单的输出变压器(OPT)的设计方法。将此例进行稍许的变化,则可以演变出各种各样的版本。这里要列举的是规格的三明治绕线构造例。若是真空管收音机用的小型输出变压器,次级只要绕一组即相当实用。【】关于基本规格基本规格例(表) 用途真空管单端输出变压器(OPT)。 以初级阻抗欧来设计。 次级阻抗 根据所使用喇叭单元的欧阻抗来定。 通过改变绕线匝数,可对初级和次级的绕组阻抗进行变更。 一般情况下,在欧以外再增加欧和欧的抽头,对于变压器的效率来说并没有什么好处,因此,为了不损
2、失变压器的性能,建议次级仅设个绕组。 以最大输出W来设计。 初级直流重叠电流 根据所使用的真空管而不同,这里按照A来设计。 初级绕组的磁束密度 线圈的饱和磁束密度在18000高斯左右,带有余量,这样可以抑制在无信号时的设计值6000高斯以下。 基准低频下限 为了确保低频段的特性,定为Hz。 (表) 基本规格用途形式OPT单端初级阻抗Z13500次级阻抗Z2输出(次级)Po15W最大输出(初级)Pmax17W最大初级电压Emax243V初级直流重叠电流I180mA设计基准磁束密度Bo6000高斯初级绕组磁束密度Bm5536高斯低频下限fo20Hz下面是另一些单端OPT的设计规格。基本规格用途形式
3、OPT单端初级阻抗Z18000100008000次级阻抗Z28816输出(次级)Po353530W最大输出(初级)Pmax393934W最大初级电压Emax561627519V初级直流重叠电流I1806060mA设计基准磁束密度Bo600060008000高斯初级绕组磁束密度Bm632459778014高斯低频下限fo202020Hz【】关于铁芯规格铁芯规格例(表)为了确保所定的输出并降低铁芯的磁束密度,使用如表所示的截面积为15.8的大型铁芯。(表) 型形式型号铁芯材质(厂家)铁芯外形纵L1115mm铁芯外形横L295mm铁芯外形厚度t50mm铁芯中心幅度c35mm铁芯横宽d17mm开口厚度
4、a23mm开口宽度b61mm开口面积ab1403mm2平均磁路l22.1cm铁芯体积V402cm3铁芯实效截面积A15.8cm2下面是另一些铁芯的设计规格。型形式型号型SA4L型号铁芯材质(厂家)(厂家)(厂家)铁芯外形纵L1115133130mm铁芯外形横L295110108mm铁芯外形厚度t507066mm铁芯中心幅度c354439mm铁芯横宽d172220mm开口厚度a2322.525.5mm开口宽度b6166.568mm开口面积ab140314961734mm2平均磁路l22.124.725.0cm铁芯体积V402809693cm3铁芯实效截面积A15.828.023.2cm2【】关于
5、匝数的设计针对最大初级电压所需的初级匝数为 N1(匝)=E*108/(2/2)ABof) 在这里, E1=243V;A=15.8cm2;Bo=6000高斯;f=20Hz,计算得出2894 匝。另一方面,从经验来说,次级绕组在线径1mm时每一层绕50匝,则3层刚好为150匝,由于初级与次级的匝数比为20.9,针对次级的150匝从匝数比可求得初级为3137匝。 在此,若将初级匝数定为N1(匝)=3137匝,则根据上述公式到推,磁束密度将是5536高斯,落在目标值的6000高斯以下。 通过上述设定,在单端机上,即使是在20Hz的超低频段也可确保15W以上输出。(表) Em所需匝数( N=E*108/
6、4.44AB ) Ne2894匝LIb所需匝数( 基本公式 E=2/2ABmfN108 )NI3093匝初级匝数N13137匝初级线径0.32mm每层匝数150匝绕组层数21层匝数比(R1/R2Nr20.9次级匝数(电压比)( 基本公式 No2=N1E2E1 )No2150匝次级匝数N2150匝次级线径1mm每层匝数50匝绕组层数2层三明治6层下面是另一些匝数的设计值。用途形式OPT-S次级阻抗Z18000100008000次级阻抗Z28816目标输出(次级)Po353530W匝数Em所需匝数( N=E*108/4.44ABmf )Ne499950813155匝LIb所需匝数 QlI1( 基本
7、公式 E=2/2ABmfN108 )NI457146743116匝初级匝数N1474351003150匝初级线径mm0.320.320.4mm每层匝数170170140匝绕组层数283023层匝数比(R1/R2)Nr31.635.422.4次级匝数(电压比)( 基本公式 No2=N1E2E1 )No2150144150匝次级匝数N2150144150匝次级线径1.11.11.1mm每层匝数504850匝绕组层数666层【】关于漆包线的选择在决定了铁芯尺寸和匝数后,再进行漆包线的选择。尽管漆包线的粗细将影响到直流阻抗,但由于铁芯的开口及绝缘方面的制约,是无法选择粗的线径来绕线的。如何在铁芯开口的
8、大小范围中来选用最佳的初级和次级线径并取得平衡,是一个关键。(表) 漆包线阻抗初级线径0.32mm漆包线阻抗0.22100/km每层漆包线平均长度27.0cm初级漆包线总长度847M初级漆包线阻抗 R1187.2次级线径1.00mm漆包线阻抗0.02240/km每层漆包线平均长度25.0cm次级漆包线总长度75.0M次级漆包线阻抗 R20.42等价漆包线阻抗 Rt = R1 + Z1/Z2R2370.9效率 1/(1+Rt/Z1)90.4%绕组厚度初级绕组厚度10.3mm次级绕组厚度12.0mm合计绕组厚度22.3mm漆包线量初级绕组面积252.2mm2初级绕组单位长度重量1357m/kg初级
9、绕组重量0.624kg次级绕组面积235.5mm2次级绕组单位长度重量143m/kg次级绕组重量0.525kg合计绕组面积487.7mm2导体占积率34.8%初级直流阻抗因使用0.32mm的漆包线,可得到187.2欧,次级使用相对粗的1.0mm漆包线,可得到0.42欧的直流阻抗。由于尽可能使用了粗的漆包线,对于单端用的输出变压器来说,其效率将达到90.4%,是相当高的了。 为了避免直流阻抗的影响,经验上应以阻抗的20分之1左右的值为目标。初级的3500欧和次级的8欧基本上已经达到此目标。特别是初级与次级的直流阻抗已取得了相当的平衡,对此号的铁芯尺寸是相当适用的。不过绕组厚度和导体占积率为此已经
10、逼近临界,想改善的话很难。非要改善的话自由寄希望于更换更大尺寸的铁芯了。【】输出变压器的特性输出变压器特性的设计例 感抗因为是单端用的OPT,故组装时铁芯相对。在设计目标的直流重叠电流为80mA、气隙为0.18mm、平均磁束密度为8000高斯时的实效感抗将达到49.4(H)。 频率特性低端c/off频率为2.7Hz,高端c/off频率为10.3KH。漏感则从感抗的实测值逆算来求得。具有三明治绕组构造特征的输出变压器的低频特性相当的完美。似乎在高频段往上多延伸一些便再好不过了,不过在听感上已经很难察觉。 (表) 特性铁芯对接的实效Lp(4NNA)109(l+lg)49.40H目标感抗(50Hz)
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