Накальный трансформатор для нового проекта однотакта на Г-811

По причине того, что Г-811  –  это лампа очень сложная в плане реализации  аудиоусилителя на ней, то я решил планомерно подойти к  вопросу и начал решать проблемы неспеша, постепенно.  В принципе, схема, которая меня устраивает по звучанию уже есть – смотрите мою более раннюю работу  https://klimanski.com/2013/04/01/1-2/.    Но остались незавершенными некоторые нюансы, без которых однако усилителя не сделаешь – это питание накала и выходной трансформатор.   Начал с  накального трансформатора для питания накала переменным током.   Мой  весьма положительный опыт  с УНЧ на ГМ-70  https://klimanski.com/2022/09/07/ позволил с уверенностью взяться за работу.

Накальный трансформатор для прямонакальных ламп  всегда лучше делать отдельный.  Чтобы с запасом, берем Ш-образное железо уже имеющегося 100-ваттного трансформатора

presentation-image

К сожалению почти все современные сетевые трансформаторы из-за экономии меди и железа  работают с повышенной индукцией, что для накального трансформатора очень плохо – он начинает давать широкий спектр помех, которые слышны и в аудио диапазоне.   Поэтому удаляем все обмотки – первичку оставлять  тоже нет смысла – она намотана для нас излишне толстым проводом ( 0.42мм ) и две вторички + экран могут не поместиться – ведь если оставлять первичку, то для снижения индукции ее нужно было бы домотать.    Вторичек будет две  по 3.15 вольта, и намотаны они будут не на центральном керне, а на боковых стержнях. Это для Г-811, а на центральном керне будет еще одна накальная обмотка 2 х 3.15 В  для 6Э5П ( раскачка  выходной лампы ).

По идее, если все делать правильно,  для неизвестного трансформатора нужно провести полную “лабораторную работу” по аналогии тому, как я это сделал    тут.       Но по счастливой случайности трансформатор, который я взял как донора оказался в точности таким же по габаритам как и в случае с “Пионером”   https://klimanski.com/2023/09/30/ , и я предположил, что железо видимо тоже самое.  Тогда первичику надо делать  также 1300 витков.    Отматывая первичку посчитал витки – да, всего 944 витка !  Это вместо моих рассчетных 1300 ! Понятно, что без перемотки ( домотки )  первички этот трансформатор будет  сильно фонить.

Сначала определяем толщину провода первички.  Потребляемая мощность:

Г-811  – 4 ампера 6.3 вольта =  около 26 Ватт.

6Э5П – 0.6 ампера 6.3 вольта – около 4 Ватт.

Итого 30 ватт, с учетом  КПД берем 40 ватт рассчетной мощности.  Тогда потребляемый  ток через первичку под полной нагрузкой будет 40 / 230 =  174 мА,  Тогда толщина провода = 0.02 * SQRT ( 174 ) = 0.26мм по меди.  Взял провод 0.28.    Мотал внавал на  стареньком ручном станочке чтобы не париться с изготовлением оправки под Метеор.

IMG_0039

Определяем толщину провода вторички накала Г-811.   Для тока в  4  ампера ( берем среднее )  это сечение провода =  0.02 * SQRT ( 4000 ) = 1.26мм по меди. Так как обмотки будут  снаружи,  к тому же низковольтными  и открытыми,  отвод тепла будет вполне  достаточным если взять провод чуть тоньше  –   я взял  1.07 по меди который у меня был в наличии.  На каждом боковом стержне намотано по 38 витков (  два слоя  20 + 18 ).    В последствии все-таки пришлось домотать  – не знаю, толи  токосцепление на крях получатся пониже,  а скорее всего  на проводе 1.07 при токе 4 ампера  уже падение напряжения получается заметным –  пришлось  добавить  еще по  два витка с каждой стороны, то есть в сумме получилось по 40 витков на каждой стороне.

Также как и в случае Пионера, на этом трансформаторе я намотал накальную обмотку для 6Э5П  поверх первички ( после экрана, разумеется ) проводом 0.8мм – две части по 19 витков ( 2 х 3.15 В ).

Вот как выглядит готовое изделие ( на фоне Пионера в процессе ремонта ). К анодному лампа не подключена –  напряжение накала 6.23 Вольта при напряжении в сети 236 вольт – это уже обычное для нас сетевое –  а иногда и до 245 подскакивает ).

 

IMG_0045

Немного  общей информации о всем проекте.   Скорее всего это будут моноблоки.    Следующим шагом  будет работа над анодным трансформатором, который должен обеспечить около 600 Вольт при токе около 75 мА . Выпрямитель нужен бы   кенотронный, но так как доступных кенотронов на такое напряжение нет,  то это будут два вакуумных диода –   пальчиковые  демпферные диоды  6Ц10П ( 6Д14П,  6Д20П и т п) включенные по схеме удвоения.  Итого –  потребление мощности от первички сетевого трансформатора :

  • анодный ток 0.075 А * 600  В =  45 Ватт
  • анодный ток 6Э5П 0.025 А * 250  В = 6.3 Ватт
  • накал  6Д20П  (  у  6Ц10П и 6Д14П накал  ест поменьше ) –  6.3  В * 1.8 А  * 2 = 22.68  ватта

Итого 74  ватта, или если принять во внимание потери на диодах  и КПД самого трансформатора, то это будет около 100 ватт мощности.       Итого  ( с  запасом  на снижение индукции ) задаемся 160 ватт габаритной мощности для сетевика.  С прицелом на ОСМ0.16, хотя посмотрю и другие варианты. Например –  лежат  на полке  два  старых конструктора трансформатора ТС-180  – неплохой донор, хотя первичку там точно что  нужно перематывать – она маловата по виткам.

Ну вот, по питанию это будет все. Нет, еще нужно будет +20 вольт на питание сеток Г-811. Это будет скорее всего простая LM317  –  ток анода Г-811 буду подстраивать этим источником питания смещения.  Тогда уже точно все.

Да, перед трансфроматором, чтобы защитить накал от  проникновения синфазной помехи из сети,  нужен простенький фильтр из двухобмоточного дросселя и  трех конденсаторов. Он описан в моей публикации о Пионере – там установлен очень похожий трансформатор, только  вторичка на 2.5 вольта ( 2 х 1.25 В )    под 2А3  https://klimanski.com/2023/09/30/ .

Nakalnij_DSC02886-1024x687_2

*********************************************************************************************************

 

Усилитель Radiotehnika-020 или УКУ-020 – ремонт сетевого трансформатора

Как-то я купил с рук тюнер Onkyo и впридачу, можно сказать даром мне отдали некогда очень популярный и выпущенный огромным тиражом транзисторный  усилитель  Рижского производства RRR Radiotehnika ( фото из интернета )

 

photo

 

У нас  за ним закрепилось название   УКУ-020  или “укушник”.   Выходной каскад на КТ808А, перед ним КТ807А( который очень советуют заменить ), кажется  есть еще древний П308, а   большинство других  транзисторов –  это КТ315, редко среди них попадаются КТ342 и есть даже одна микросхема в темброблоке ( кажется кругленькая  К140УД1А ).    Собран как говорится из того, что было.   Зато уйма кнопок и движков регуляторов, за которыми нужен глаз да глаз.

Корпус моего  “подарка”  практически рассыпался у меня в руках,    его надо клеить – вот такой набор “сделай сам”  получился 🙂

Набор_IMG_20250309_093043

а  сетевик   –   с отметинами сермяжного “русского ремонта”

IMG_20250308_133217

Ну и конечно жуткая грязюка и килограмм пыли.   Почему я взял этот хлам ? Очень простой ответ – я много наслышан от компетентных людей о его неплохом звучании.    И это несмотря на внешне  какую-то совершенно дикую коммутацию блоков и внешне  неряшливый монтаж.   Вторая причина – прибор  почти  комплектный ( недостает, вернее сломана задняя крышечка сетевого входа ) и  можно сказать  некопанный – только сетевик изуродован маленько.    Но это все поправимо и я потихоньку взялся за его восстановление – меня всегда увлекает такого рода работа.

Первым делом снял сетевик и соединив выводы 3 – 3′ перемычкой подключил к сети выводы 1 и 1′.  Работает, но сильно гудит.  Вот за это наверно его и избили  молотком народные “умельцы”.  Разобрал трансформатор, к счастью катушки уже пластиковые – картонные от времени обычно раскисают и деформируются.   Важно  не перепутать взаимное расположение подковок, поэтому если на них нет цветных точек, то самое время их поставить ( я брал маникюрный лак ).

Дальше нужно соскоблить ножом остатки черного клея до металла, и наждачным порошком ( я использовал карборунд М10 –  то есть 10 микрон  ) шлифуем поверхность подковок поставив одну рожками вверх и второй водим с прижимом по нижней с небольшим выносом – делая штрихи или вверх-вниз или круговые,  а лучше и те и другие по очереди.  Как только вы начнете шлифовку,  сразу станет ясно насколько криво был разрезан сердечник – вся поверхность разреза должна стать матовой.  Но это бывает очень редко – чаще всего приходится долго и упорно работать,  пока  хотя бы процентов 80 – 90 поверхности не стала матовой.   Обычно этого бывает достаточно и можно приступать к склейке.

IMG_20250309_080536

Клеить лучше эпоксидной смолой ( двухкомпонентная ), добавив к ней порошка магнетита ( оксид железа Fe3O4 ), и если у вас такого порошка нет, то разотрите  какой-нибудь ферритовый сердечник – для этого понадобится ступка и очень мелкое сито. Порошок при растирании между пальцами не должен давать ощущения наличия крупинок. Присутсвие крупной фракции недопустимо – иначе у вас подковки не прилягут плотно и трансформатор будет опять гудеть.    Fe3O4 можно купить на е-Вае,   может и на Алиэкспрессе есть – забейте в поиске Magnetite powder.    Только нечаянно  не купите железный порошок ! Но об этом ниже.

Второй нюанс, который обычно не берут во внимание и из-за этого у многих  начинающих случаются неудачи.   Отверстия в катушках, в которые вставляются подковки сделаны с хорошим запасом по размерам. Это  конечно хорошо  потому что  заметно облегчает сборку. Но иногда это приводит к тому, что мы не видим,   насколько хорошо произошло  совмещение подковок – а ведь широкое отверстие в катушках дает возможность очень значительного  несовпадения из-за смещения  – и тогда снова проблема – у нас снижается эффективное сечение магнитопровода и трансфоматор снова будет гудеть.    А как обеспечить это совмещение ?    Не такая  уж и простая задача – ведь внуть никак не заглянуть  !    Я поступил так – взял 0.25мм толщиной   кусочек   пленкосинтокартона – при желании его можно найти  ( в Риге этим материалом торгует фирма “Atlantija” , Deglava iela 60 ) :

Close the window

и сделал две прямоугольного сечения оправки-направляющие  точно по форме сечения подковок и по высоте катушек ( на фото   ниже – только принцип, оправка еще не склеена  и подковки не зашлифованы ).

trans_IMG_20250309_103557

Этот материал имеет гладкую скользкую поверхность, что его выгодно отличает от обычного картона, который легко разрушется острыми краями подковок и пока вы будете подковки двигать навстречу друг другу,  острые края нарежут кусочков со стенок оправки и эти кусочки  потом будут зажаты между подковок  –  и будет снова беда !     А вот пленкосинтокартон не царапается так легко и используя эти направляющие, можно почти идеально совместить сечения  обеих подковок.  Последовательность работы такая.  Вставляем обе направляющие в катушки, вставляем нижнюю подковку, ставим все это на стол  Буквой U подковки вниз  и рожками вверх  и немного вытягиваем направляющие вверх, чтобы они на 2 -3 мм возвышались над верхним срезом катушек – это облегчит последующую сборку.

Trans_2_IMG_20250309_104105

Потом смешиваем порошок магнетита с компонетом А эпоксидки до образования густой сметаны, добавляем компонент Б  ( отвердитель ) и перемешиваем. Берем ненужную кисточку и палочку для чистки ушей и наносим немного клея на  обе поверхности нижней подковки (  уже внутри катушек  ) чтобы покрыть примерно всю поверхность  контакта.  Нужно совсем немного клея !   Не беда, если он попадет на стенки оправки.    После этого берем верхнюю половинку ( подковку ) и не забывая  правильно совместить поставленные ранее точки,  и аккуратно, не спеша ( эпоксидка начинает твердеть только через 2 – 3 часа при нормальной температуре – у нас уйма времени !  )  вставляем  ее в направляющие синтокартонной оправки.   Стягиваем  все это  струбциной и ждем до полного высыхания.    При 20 град Цельсия это примерно  сутки.   Но можно это дело  сильно ускорить и заодно повысить прочность соединения – подогреть все это  в сушильном шкафу при 50 – 60 градусов или  просто подключив к первичке 10 – 12 вольт постоянки от  любого БП оставить на ночь  ( выводы первички скоммутированы  под 240 вольт  – то есть  выводы 3 – 3′  замкнуты перемычкой, напряжение  подаем на выводы 1 – 1′).

После такой  вот аккуратной шлифовки и сборки трансформатор нем как рыба.   Даже без пропитки.   Да, и чтобы не пегружать  трансформатор,   лучше поставьте  в УКУ селектор  входных напряжений на 240 Вольт ( обычно он стоит на 220 – такого напряжения в наших сетях уже давно не бывает  )

У меня после сборки ток холостого хода был 108 мА.   Для ПЛ-сердечника это вполне удовлетворительный рузультат. Вот так выглядит мой подопечный сейчас, к сожалению следы варварского избиения молотком все-таки  остались.  Но транс исправно работает.

Трансф_перед_пропиткой_IMG_20250309_140618

И вот после реставрации алюминиевого электростатического  экрана.

IMG_0048

И еще один показатель качественной сборки трансформатора – половинки магнитопровода не звонятся тестером на КЗ.  Очень плохо если КЗ все-таки есть – тогда из-за токов Фуко магнитопровод будет быстро насыщаться и гудеть. И тут сделаю отступление по поводу порошка магнетита ( или феррита ) и вообще зачем какой-то порошок надо добавлять.  Очень просто – этот порошок выполняет сразу две очень важные функции:  первое – он обладая магнитными свойствами улучшает магнитную проницаемость зазора и тем самым повышает  индуктивность обмоток.  И второе – о чем обычно мало кто пишет в интернете – он электрически изолирует половинки магнитопровода и не дает возникнуть токам Фуко.  Поэтому понятно, что обязательным свойством порошка должно быть полное отсутвсие электропроводности !  Как смешно и одновременно  грустно читать в интернете советы “бывалых” добавлять в эпоксидку мелкие железные опилки или карбонильное железо – не делайте этого ни в коем случае !  Также я  не пропитываю сетевые трансформаторы парафином – это имхо  бессмысленная работа –  парафин  слишком легкоплавкий, а сетевой трансформатор при работе  нагреватеся и парафин сильно размягчпется или даже может вытечь..   Ну хотя бы тогда более тугоплавкий   церезин, а лучше всего  – специальный трансформаторный лак, который можно заменить на пентафталевый  или друхкомпонентный паркетный ( я пробовал и успешно – и автомобильный МЛ-92 ),  и обязательно под вакуумом.  Ну хотя бы нитролак – на худой конец  тоже сгодится.  И помните – в любом случае исходный лак всегда будет слишком густым – его надо обязательно разбавить примерно 1 к двум подходящим для данного лака растворителем.  Иначе  возникнут две проблемки – густой лак не проникнет глубоко в трансформатор, и вторая – слишком густой лак будет долго сохнуть и возможно, не высохнет до конца и останется мягким.   Если вакуумной установки у вас нет, то за пропитку лучше вообще не браться – потому что лак будет только снаружи,  а  вот там, куда  он обязательно должен попасть – между витков и пластин – его не будет.

Для информации – нумерация отводов трансформатора ТС100-2:

ТС100_2

О дальнешем  ходе восстановления этого прибора  буду дополнять  по ходу дела.

Дополнено 29 ноября 2025 года .    Собрал я таки этот аппарат, и поставил дома в уголке с  немецкими напольниками-трехполосками Phonar.

IMG_0051

Что-ж, если не обращать внимания на очень легкий фон ( это примерно 50 КГц наложенные на 50 Гц  и куча гармоник  –  его устранить я так и не смог – говорят, что он появляется именно из-за совершенно дикой разводки земли – а тогда надо перебирать весь аппарат –    мне было лень ) – то очень  хорошо !  Это в самом деле один из лучших усилителей  из транзисторных, которые мне довелось слушать.  Совершенно нет типичного для камней сипения на СЧ и не утомляет при долгом прослушивании.   В слепом тесте, признаюсь, я бы его от ламповика возможно и не отличил.  Где секрет – не знаю. Кто знает – напишите  пожалуйста в комментах  ( только не удивляйтесь, коммент появится не сразу – он проходит стадию одобрения – защита от спама и ботов ).

Да, нюансик – на фото УКУ стоит на много более древнем экземпляре того же радиозавода им Попова – радиола Рига-10, 1953 год.   И работает,   кстати !

 

 

Намоточный станок “Meteor 01B” и чудеса современного электроснабжения

Года три – четыре обратно по случаю приобрел у знакомого этот станок. Винтажный, сделан в Швейцарии еще в прошлом веке.

General_view

Добротно сделанный, в полностью рабочем состоянии –   намотал я на нем немало трансформаторов для своего аудио – и выходных и сетевых.

За все это время случилось две поломки. Примерно год назад с жутким грохотом и последующим дымом взорвался блокировочный 0.22мкф конденсатор в блоке питания.   Долго с соседних деталей соскабливал черную сажу и  обывки  фольги.  Заменил его на современный  желтый такой же емкости, на фото его видно.

IMG_20250111_104606

 

Сейчас снова в этом же блоке, но уже на плате питания +24 Вольта тихо умер супрессор на 35 вольт, а вместе с ним и микросхема  MC7824ct.

 

IMG_20250111_104435

 

Я не знаю какое сетевое напряжение считалось нормальным в Швейцарии в 70-е годы прошлого века ( скорее всего – 220 Вольт, по крайней мере под сетевым разъемом есть надпись “220V 50Hz ), но нашу сеть этот прибор переносит  очень плохо.   Напомню, что у нас в сети меньше чем 235 вольт не бывает вообще  никогда ( ессно,  кроме случаев когда оно пропадает совсем 🙂 ), а обычно это 238 – 242 вольта.  Иногда подскакивает до 245, может даже и выше – я не стою  у розеток с приборами постоянно.  Понятно, как бы добротно небыл сделан  Швейцарский прибор, таких перегрузок он  иногда не выдерживает.  Ради интереса замерил сколько сейчас в сети на момент написания это статьи.  Ну конечно, сегодня суббота – и вот вам  пожалуйста –  239 вольт ! Замерял прецизионным цифрвым вольтметром, точность +- 0.5 вольта.

И вот схема  24 вольта БП  из приложенной к прибору документации.   Супрессора в ней еще нет –  вместо него  указан конденсатор С2   –  1мкф,   видимо мне достался уже более новый, усовершенствованный прибор. Если бы супрессора небыло, то видимо сгорел бы еще и  мощный транзистор 2N3055.

PSU_24V_schematicpng

 

Одно радует – я не один такой невезучий –  слышу часто что  то тут то там у моих знакомых  горят сетевые трансформаторы и другие детали в БП в самых разных приборах.    А  причиной тому  –   очень умные продавцы электроэнергии,   которые хорошо усвоили закон Джоуля-Ленца  –  количество проданных потребителю  киловатт-часов зависит от напряжения сети аж во второй степени !

 

**********************************************************************************************************************************************************************************************************************

Новая версия 8 ваттного однотактного каскодного усилителя 6Э5П – 2А3 “Пионер”

   Здравствуйте друзья !  Это описание моей уже очень давней попытки сделать  этот вариант каскодного усилителя, но только не из случайных деталей, как это было в случае  первой версии  ( которая была мною сделана еще в 2015 году и выдержала испытание временем   ), а направленно рассчитанных и подобранных.   Кроме того, в этой статье я дам максимально пространное описание компонентов, чтобы любой желающий мог повторить эту очень удачную конструкцию. Потому что качество звучания этого усилителя достойно того, чтобы уже теперь уделить  больше внимание  нюансам.  Да и выходная мощность  для  двухламповой схемы получается очень высокой – 8 ватт, чего как правило вполне достаточно для раскачки  колонок чувствительностью от 90 дБ – а такая акустика вполне доступна.  Напомню, что с обычной 2А3 в классической схеме выходного каскада с общим катодом выходная мощность усилителя не получается выше 4 ватт и приходится искать акустику с чувствительностью более 95 дБ.

Почему я назвал усилитель “Пионером”  ?  Все просто. Это моя вера в то, что этот усилитель станет новой вехой в ламповом усилителестроении – вот его особенности:

  • в схематике применена обычно в выходных каскадах УНЧ не применяемая, но на мой взгляд ( и ухо ! )  – очень перспективная каскодная схема построения УНЧ;

  • нет межкаскадных конденсаторов ( в законченом изделии, а на стадии проектирования – были );

  • применена специальная система намотки выходного трансформатора;

  • усилитель имеет высокое выходное сопротивление –  около 100 Ом на 1 Кгц;

  • с двух ламп на канал  в классе А ( однотакт ) получена выходная мощность 8 ватт при рассеиваемой мощности на выходной лампе 2А3 –  16 ватт.

  • при правильном подборе акустики усилитель обеспечивает  недостижимую для обычной схематики каскадов с общим катодом точность передачи музыкального материала.

  Но обо все по порядку.  Корпус.  Ну не мастер я по слесарке, поэтому корпус купил  готовый на е-Бае, и  конечно  же – деревянный !    Как и многие  другие любители аудио  ( в частности –  Сусуму Сакума ) я люблю дерево – оно прекрасно демпфирует механические колебания и резонансы. Именно по этой причине пришедшую в комплекте алюминиевую верхнюю панель я заменил на 2мм гетинаксовую. Алюминий ( вернее, дюраль 🙂 )  остался только снизу.

DSC02896_res_30pct

 

  Для облегчения задачи тем, кто пытается сделать такой же усилитель, в качестве “донора” для изготовления сетевого трансформатора взял доступный трансформатор КИНАП c Ш-образным железом сечением 40 на 42 ( толщина набора ) мм:

Power_Trans_KINAP_DSC02887_res

Мне подарил его Павел Морозько, музыкант и любитель ламповго звука, за что ему большое спасибо !  Трансформатор  надо полностью размотать  – первичка этого трансформатора была намотана проводом 1.0 мм   и  он работал с очень высокой индукцией ( примерно 0.5 вольта на виток ), отчего немного  гудел  ( ведь он рассчитан был на 220 вольт, а не на 235 как у нас в розетке сейчас ) .    Пришлось снизисть эту величину до 0.3 вольта на виток.   Мне попался щедро залитый лаком экземпляр, поэтому  его разматывая  надо было потрудиться 🙂 .

 У кого нет такого железа,  можно взять любой сетевик мощностью 200 – 250 ватт  и перемотать. Он может быть и ПЛ типа,  например, хорошим донором будет ОСМ0.25, особенно если первичка на 380 Вольт – тогда ее можно оставить.

 Остальные моточные данные моего сетевого трансформатора:

Обмотка Кол-во витков Диаметр провода  Напряжение Назначение
 ( по меди ),  мм вольт
1 785 0.67 235   первичка
2                экран
3 890 0.23 250  анодное на кенотрон 5Ц3С
4 713 0.23 200  анодное на кенотрон 6Ц5С+5Ц3С
5 713 0.23 200  анодное на кенотрон 6Ц5С+5Ц3С
6 890 0.23 250  анодное на кенотрон 5Ц3С
7 23 0.8 6.3  накал 6Ц5С
8 18 1.07 5  накал 5Ц3С
9 43 0.23 12  питание смещения

 

Обмотки 3 и 6 можно мотать проводом заметно потоньше – примерно 0.2 мм по меди, у меня просто такого под рукой не оказалось, а свободное место на катушке было. Напротив, обмотки 4 и 5 полезно намотать проводом чуть потолще – до 0.28 – ведь на эти обмотки нагружены оба кенотрона БП.

 Расчет сетевого трансформатора есть тут  на примере накального трансформатора для ГМ-70.

Схема усилителя по сути – та же, что и раньше,  только немного модифицирована   для  удобства пользования  и  для улучшения параметров.  Новый  вариант  уже не содержит батареек в смещении первой сетки  6Э5П и накал 2А3 уже не питается от аккумуляторов, как это было в некоторых ранних кострукциях.  Тетрод 6Э5П на первом этаже и прямонакальная 2А3 ( допускается применение лампы 45 при снижении тока каскода ) на втором.  Практически во всем диапазоне выходных мощностей до 6 ватт  в спектре доминирует вторая гармоника.  Номинальный ток каскода ( замеряется по падению напряжения на резисторе R7 )  – 50  – 52 мА, при этом схема выдает 7 ватт выходной мощности.   Если ток поднять до 55 мА ( повысив напряжение на второй сетке 6Э5П  до 185 вольт), то будут теоретические  8 ватт ( при менее 10 % Кг без клиппинга )

Cascode_6E5P_2A3_4

Как видим, вместо батарейки теперь  отдельный  подстраиваемый источник смещения на первой сетке 6Э5П ( это обычная маленькая DC/DC StepDown  ( SD )   платка купленная на е-Вае ).  Обмотка 9 сетевого трансформатора через выпрямитель питает DC/DC  конвертер напряжением около 15 вольт и выходное напряжение потенциометром устанавливается примерно на 1.6 вольта.

DS_DS_stepdown

Казалось бы для чего тогда еще и катодный резистор  R8   ?  Объяснение простое – при помощи параллельного стабилизатора тока второй сетки 6Э5П достигается коррекция избыточной в случае каскода второй гармоники, и для этого нужен  катодный резистор создающий местную ООС. Подбирая его величину можно или совсем задавить четные гармоники увеличив его номинал  и удалив совсем источник смещения на сетке ( чего я делать не советую ) , или увеличить четные гармоники снизив его номинал  или убрав его совсем ( или заблокировать его электролитом большой емкости ). Чего тоже лучше не делать, ибо одновременно с ростом  четных гармоник (  хотя некоторым это даже нравится )  снижается  максимальная выходная мощность из-за раннего клиппинга.

Дополнено 8 апреля 2024 года. К сожалению ( или может к счастью ! ) после мнократных сравнительных прослушиваний конденсатор С11 на входе и устройство смещения на первой сетке 6Э5П были опять заменены на старую добрую батарейку (  1.5 вольта габарита LR44 ), как это было в моей первой конструкции этого усилителя, собранной еще в 2015 году.   Я знаю, что это вызовет бурю возмущения среди апологетов “классической” схематики, но должен с полной уверенностью заметить – батарейка все-таки  дает несравненно более целостное, слитное звучание по сравнению с конденсатором ( а ведь стоял Мундорф Silver Oil –  ведь ничего лучше не придумать ! ). Видимо вращение фазы межкаскадным конденсатором – у меня нет другого объяснения –  наше ухо очень сильно  не приветствует и искаженная ФЧХ хуже батарейки.  Заставляет задуматься однако  !

 Чуть подробнее о резисторах R5  и R10. Это так называемое антизвонные резисторы мощностью примерно 0.5 ватта, на которые намотаны примерно 20 – 30 витков эмалированного провода 0.2-0.35мм, которые образуют параллельно резистору включенные индуктивности L3 и L4.  Этот “бутерброд” должен быть подпаян как можно ближе к выводам лампы с максимально короткими выводами. И  индуктивности эти нужно разнести как можно дальше друг от друга и избегать параллельного их расположения, чтобы минимизировать их индуктивную связь. Правильная установка этих деталей очень важна и  даже обязательна – лампа 6Э5П высокочастотная и может возбуждаться на очень высокой частоте, что бывает весьма трудно обнаружить – и усилитель вроде бы работает, но как-то криво …  Уделите внимание выбору панельки под 6Э5П. Она должна быть как можно более низкого профиля, то есть иметь минимальную толщину.  Для примера – то, что я нашел у себя в закромах:

4-x-noval-9-pin-vintage-tube-socket-pertinax_2

Блок питания тоже обычный для ламповых усилителей – чтобы получить  анодное 500 вольт и одновременно  напряжение  питания второй сетки 200 вольт,  применены два кенотрона – мой любимый 5Ц3С для анодного питания (  у меня в заначке была версия с черным анодом ) и 6Ц5С для питания вторых сеток 6Э5П. Каналы по анодному питанию развязаны двумя дросселями L1 и L2 (  Lundahl LL1673  10H ) с электролитическим конденсаторами С4 и С5 100 мкф на 350 Вольт Epcos, заблокированные пропиленовым конденсатором С7 ( конденсаторы второго канала не показаны ) на 630 вольт.  Сначала вместо электролитов был неполярный конденсатор 47 uF, но в результате прослушивания он все-таки заменен на два электролита – странно сказать, неполярный конденсатор давал шаршавый, слегка дребезжащий звук на средних частотах на повышенной громкости.

 Следующий важный нюанс – накальные обмотки выходных ламп. Накалы для 2А3 (  и 6Э5П  )  питаются переменным током от отдельного накального трансформатора, намотанного на Ш-образном железе сечением 28 х 28мм.  Первичка этого трансформатора – 1300 витков провода 0.23мм по меди ( 0.18 вольта на виток ), вторичка  для накала 6Э5П  наматывается на центральном керне  в виде двух секций с центральным отводом, который заземляется.  Накальная обмотка 2А3 тоже двухсекционная, причем секции разнесены на боковые  стержни Ш-образных пластин –  каждая обмотки состоит их двух частей на противоположных стержнях по 16 витков.    Не забываем, что ЭДС на один виток в случае намотки на боковом стержне магнитопровода в два раза ниже, чем в случае витков на центральной катушке. Такой стиль намотки нужен для компенсации паразитной емкостной связи с первичной обмоткой, чтобы полностью устранить фон переменного тока 50Гц.  И, кстати,  намотать  ( или домотать ) эти 2 по 16 витков можно даже не разбирая трансформатор.  Вот моточные данные:

Обмотка Кол-во витков Диаметр провода  Напряжение Назначение
 ( по меди ),  мм вольт
1 1300 0.23 235   Первичка
2                экран
3   2 x 19 0.67   2 x 3.15  Накал 6Э5П
4   4 х 16 1.07    4 х 1.3  Накал 2А3

Раскрою секрет, что накальный трансформатор для питания накала ГМ-70 переменкой  в моем усилителе  SE35 “Этажерка” намотан именно таким способом ( только габарит там, естественно побольше ).  А фона переменного тока там нет совсем и  этот усилитель недавно даже стал победителем в конкурсе прослушивания.    Да, очень советую мотать этот трансформатор именно на Ш-образном железе –  в случае ПЛ сердечника возможен разбаланс плеч обмоток на боковых стержнях из-за возможно разного качества подковок и невозможности точно соблюсти одинаковый зазор – а это все может привести к перекосу напряжений на боковых стержнях и повышенному фону 50 Гц.  Вот фото изделия – обратите внимание на то, что напряжение на первичку подается через сетевой фильтр для подавления синфазной помехи – это очень важно для снижения фона переменного тока.  И  поверх первички ставится подключенный к общему проводу  электростатический эран.

Nakalnij_DSC02886-1024x687_2

 

И схема фильтра  ( сделан на ферритовом торе, L  ок0ло 2 mH ):

Filter

Накал 5Ц3С и 6Ц5С –  5 и 6.3 вольта соответственно, тоже переменным током,  обмотки – на анодном трансформаторе.

 Включение и выключение усилителя.  У меня небыло кнопки с фиксацией – поэтому схема немного сложнее.  Две кнопки ( на схеме But_1  и But_2 ) без фиксации с неоновой лампочкой в качестве подсветки и реле на 220 вольт с двумя парами контактов, одна из которых  К1.1 фиксирует якорь во втянутом состоянии, а другая  – К1.2  – коммутирует нагрузку.  Кнопкой But_1  ( на передней панели ) усилитель включается, другой – отключается. Лампа кнопки But_1 горит всегда, когда  шнур усилителя включен в сеть, и гаснет после включения усилителя, но тогда загорается другая лампочка – на кнопке But_2 ( расположена наверху ) и горит пока усилитель включен:

Power_input

Блок питания усилителя   уже прошел первое испытание под полной нагрузкой на балласте – за 6 часов трансформаторы нагрелись лишь до 40 – 45 градусов. И это при том, что у нас в сети напряжение в среднем 235 – 245 вольт, а ниже 235 вообще никогда не бывает ( да,  вернее бывает – но  только когда его нет совсем 🙂 ):

DSC02891_res_30pct

DSC02898_crop_res_30pct

DSC02899_crop_res30pct

Замечания по поводу 6Э5П. У меня часто спрашивают, нельзя ли эту лампу заменить ?  Типа многим не нравится ее звучание.  Это ИМХО  оттого,  что не умеют ее готовить.   К сожалению  замены ей нет.  Это лампочка уникальна и аналогов у нее ни среди  советских, ни среди зарубежных ламп нет.   Первая трудность с 6Э5П – попадаются экземпляры, которые микрофонят.  Я нашел  в своих закромах несколько хороших лампочек, они оказалсь 65-го и  70-го года изготовления.  А вот практически все, выпущенные в 80-е годы  – у меня микрофонили.   Так что ищите среди как можно более старых ламп.  Другой способ снизить вред от микрофонного эффекта – это надеть на лампу силиконовые демпферные колечки или  алюминиевые колпаки, но тут увлекаться не стоит, потому что здесь 6Э5П работает на пределе своей максимально  рассеиваемой мощности, и затруднение отвода тепла может привести к перегреву и выходу ее из строя. Да, не примите самовозбуждение  6Э5П за микрофонный эффект – если вы слышите “малиноый звон” из колонок при сотрясении усилителя, то в первую очередь нужно убедиться в том, что нет ВЧ самовозбуждения. И только потом, когда есть уверенность, что его нет – браться за подбор ламп. Если вы перепробовали кучу 6Э5П и буквальное все они микрофонят – ищите причину в самовозбуждении – как я уже тут говорил, это иногда бывает довольно трудно обнаружить и устранить.  Но хорошая новость – если вы внимательно подобрали правильные, с минимально короткими выводами панельки для 6Э5П, старательно изготовили и правильно подключили антизвонные резисторы – паразитной генерации в принципе быть не должно.

  Теперь 2А3  – ее заменить тоже не просто – у кого сохранились 2С4С –  подходят  идеально.  Для лампы на втором этаже подключенной по схеме с общей сеткой ( а она не инвертирует фазы, в отличие от схемы с общим катодом ) важна линейность, иначе будет наблюдаться сильный рост второй ( и других четных )  гармоники.  Именно поэтому “кривонакальные” лампы тут будут плохой заменой.  Отличной заменой может быть 6С4С, нужно сделать только другой накальный трансформатор на 6.3 вольта.  Из других  прямонакальных ламп можно пробовать   6П21С  и ГУ-15 ( с соответствующими  изменениями в накальном трансформаторе  и в схеме смещения на сетку )    Может подойти 4П1Л, но немного снизится выходная мощность и нужно снижать анодное до 450 вольт, подстраивать другие режимы.

Выходной трансформатор.  Конечно же самодельный, намотан на железе от ОСМ-0.16 ( его сечение примено  13.2 см кв ).   О  вариантах и способах намотки читайте в другой моей статье тут.

Фото и схема намотки:

IMG_20231030_073639

 

Shema_namotki_2_1_2_1_2_ekrans

     Первичка состоит из последовательно включенных  двух секций, первая – 10 слоев , вторая – 9 слоев, все по 168 витков провода 0.23мм по меди. Итого 19 х  168 =  3192 витка. Вторичка – 177 витков провода 0.67 мм по меди, разделена на три секции по 59 витков. При КПД 0.85 величина анодной нагрузки будет 5 килоОм, вторичная рассчитана на нагрузку в 15 Ом –  то есть выходник был намотан специально для  для 4А28 или Lowther PM2a ( в акустическом оформлении TQWP).   Малосигнальная индуктивность первички на 100 Гц получается 30 – 35 Гн, активное сопротивление  около 250 Ом.  Рассчетный немагнитный зазор 0.14 мм – я поставил бумагу 0.1мм и предполагаю, это с запасом ( ставим ведь две прокладки, то есть в сумме получается 0.2мм ).  Я сделал уже несколько выходных трансформаторов на ОСМ 0.16 с железом разного качества –  с таким зазором  насыщения  сердечника не наблюдается до величины среднего тока покоя  в 60 мА, и –  может быть  даже более, но на бОльшие токи я не проверял.    Все обмотки мотают в одном направлении кроме средней секции ( один слой )  вторички – для удобства коммутации  выводов  ее лучше намотать в обратном ( или перевернуть катушку ).

Если вам нужен выходник под другую акустику, то для 8 ом нужно количество витков во вторичке снизить до 135 витков проводом  около 0.9 мм ( тоже три слоя, но уже  по 45 витков ), а для 4 Ом нужно 99 витков ( три слоя по 33 витка,  провод  1.25 мм ).

 Теперь об электростатических экранах в выходных трансформаторах для снижения емкости и  расширения полосы пропускания. Хотя было у меня было несколько  положительных экспериментов  с установкой экранов, которые ни к чему не были подключены ( что  упрощает конструкцию ), тем не менее тем, кто хочет получить хорошее звучание не заморачиваясь на необходимость установки Цобеля с его  последующей настройкой, все-таки  надо делать экраны с отводами и с подключением их к резистивному делителю   ” +питания – анод” через гасящие  ( примерно 10К  ) резисторы для снижения добротности празитных емкостей, которые и дают ненужные резонансы.  В результате в выходнике уже не будет того, пусть даже небольшого, в 1 – 2 дБ подъема АЧХ в районе 20 – 30 КГц, из-за которого все-таки слышен небольшой подзвон на ВЧ, и который по приборам выражается в  затухающих ВЧ осцилляциях на фронтах 10КГц меандра. AЧХ усилителя нагруженного на 12 активных Ом,  выходной трансформатор с экранами, подключенными к резистивному делителю ( как на схеме выше ):

 

Image1

Image2

 Полоса по -3дБ получается от 12 Гц до 47 КГц, по уровню -1дБ полоса от 40Гц до 28 КГц.  Благодаря специальной коммутации экранов кривая АЧХ плавная, без резонансов.

 Вторая картинка- вид синусоиды на выходе при мощности в 7 ватт.

  Ниже приведен график замера импеданса и фазового угла  со стороны первички выходного трансформатора ( без постоянного подмагничивания ), нагрузка – колонка TQWP на 4А28  с двумя пищалками  RBT95, включенных через последовательный фильтр емкостью  около 0. 47 uF:

OPT_Impedance_3

    Чтобы улучшить эти характеристики  ( кому  кривые имепеданса покажутся слишком кривыми 🙂  ) можно использовать  старый испытанный способ – поключение на выход усилителя цепочки Цобеля – Буше – последовательно включенные конденсатор и резистор ( 47 Ом + 4.7мкф ).  При этом обе кривые выравниваются, самое главное – значительно сглаживается  выброс импеданса на 6-7 КГц ( с 7.5 КОм падает до 5.4 КОма ), да и фазовый угол тоже становится ровнее:

OPT_zobel_10uF_47Ohms

   После  примерно 20-часового прослушивания   (  одна колонка – TQWP на 4А28  пищалка RBT95 Monacor, вторая для сравнения – Medallion II  на 15 Ом динамике Lowther PM2a )  усилитель в таком виде было решено оставить.  Кстати, на мое ухо, колонка с 4А28 играет предпочтительнее, чем Lowther – звук такой же детальный,  много более сбалансированный тембрально – Lowther имеет явное смещение в область ВЧ.   В чем  4А28 проиграл – чувствительность примерно на 2 – 3 дБ ниже.   У LowtherPM2a в акустическом оформлении Medallion II баса вроде как чуть больше, но бас этот менее глубокий и несколько рыхлый, расфокусированный.

 Пара картинок для иллюстрации –  в полной темноте видно, что аноды 6Э5П становятся слегка малиновыми,  фактическая рассеиваемая мощность на аноде  чуть меньше 11 ватт, тем не менее лампа работает стабильно, режимы по постоянному току не изменяются.  Одна из 2А3 Совтек имеет не очень хороший вакуум и светится голубым – но на звуке это никак не отражается.

Dark_IMG_20231111_194300

65P_IMG_20231111_194057

Дополнено 18 ноября 2023 года.  Колонки еще не покрашены надлежащим образом, но аудиосистема уже поет.   Корпуса колонок – из 20мм влагостойкой  березовой фанеры,  ящик TQWP настроен на 38 Гц, динамики – 4А-28 Алнико Самарканд,  подобрана пара с Fs около 50 Гц,   высокочатотники – Монакор RBT95.   Особая благодарность моему другу Игорю за помощь и советы в изготовлении и настройке этих АС.

Сверху для пробы установлены рупорные динамики 1А-20 и 1А-22.  Их пробовал подключать  через кондесатор 0.1 – 0.033 мкф – это несколько рельефнее очерчивает глубину сцены –  а на тембральном балансе сказывается очень мало. Однако на тяжелых жанрах это дело лучше отключать – появляется каша.

IMG_20231118_145719_enhensed

И схема фильтра первого порядка для RBT95 ( сначала было две пищалки RBT95 на одну колонку, потом одна из них была заменена на резисторы ) :

RBT_filter_2_RBT

И в заключение – кривая отдачи колонки  ( без рупоров ) на расстоянии 1 метра, снято программой REW EQ Wizard и микрофоном Umik-1.

 

 

На кривой видны резонансы  самого помещения в НЧ.    А так в общем колонкой доволен, это как мне кажется максимум, что можно “выжать” из этого старого советского наследия. Во многом этот очень старый динамик запел благодаря сочтанию с ИТУНом на каскоде. Я уже и ранее много раз замечал тут в своем блоге, что 4А28 способен выдавать максимум того, на что он способен именно с усилителями на пентодах.

      4А28 – я сказал бы  очень музыкальный динамик, но с предпочтениями –  он прекрасно играет классику, джаз, вокал и другие легкие жанры. На сложной музыке и на высоких уровнях громкости ему все-таки немного недостает разборчивости и  верности передачи тонального баланса – он все-таки дает слишком “светлые” , “легкие”, воздушные, что-ли  образы, что диссонирует с  сущностью тяжелых жанров как таковых.  Но на небольшой громкости – и сложная музыка тоже идет на ура.

Но в любом случае – 4А28 на мое ухо – лучше чем Lowther PM2a в рекомендованном производителем АО Medallion II, потому что английский дин имеет на много бОльшие проблемы с тональным балансом и на нем тяжелые жанры звучат неузнаваемо плохо.

Всего доброго, если  есть вопросы – пишите тут в комментах или на почту, всего доброго !

Добавлено 12 ноября 2024 года. В моей однокоманатной рижской квартире видимо уже надолго обосновался описываемый усилитель в паре с колонками “Барби” на 4А-28.  Мой друг Игорь Машанов сделал мне пару чудесных межблочных кабелей, пару колоночных кабелей и такой же чудесный сетевой для усилителя.  Теперь вся система играет великолепно и  уже ничего менять  в ней не хочется.  А система такая:

  • источник –  СД-плейер JVC XL-Z611
  • усилитель – описанный здесь однотакт “Пионер”
  • колонки “Барби” на 4А28 + Monacor RBT95.

Вот свежее фото ( 10 ноября 2024 года ).

IMG_20241113_072211_barby

 

Дополнено 21 ноября 2025 года.

Как-то раз, по какой причине – не помню, но я долго слушал усилитель  только один  левый канал – а ко второму выходу  кустика подключена небыла.   Не был подключен и сигнал на вход этого второго канала.  И случилось проблемка – из  вентиляционных щелей сетевого трансформатора пошел дым. Густой  такой.  Это было для меня большим сюрпризом – ведь в процессе нормальной разботы сетевик практически не нагревался.   Я тут же выключил аппарат.    Но как оказалось, сильно подгорела вся анодная вторичка  – и особенно ее средняя часть.  Предполагаю, что причиной тому стала генерация схемы без нагрузки. Хотя усилитель  был все еще работоспособен, но для надежности трансформатор пришлось перемотать, все кроме первички – она была в отличном состоянии.  При размотке оказалось, что межслоевая изоляция ( бумага ) ближе к середине трансформатора ( где отвод тепла затруднен ) обуглилась очень сильно.

При перемотке внес некоторые коррективы – всю анодную обмотку намотал проводом потолще –  0.28мм по меди без межслоевой изоляции – прокладки поставил только между обмотками  250 – 200 – 200 – 250 вольт.    Все как раз вошло чудесненько.    После сборки ток ХХ    просто  супер   –   23 мА.   Табличка обмоток после перемотки

Обмотка Кол-во витков Диаметр провода  Напряжение Назначение
 ( по меди ),  мм вольт
1 785 0.67 235   первичка
2                экран
3 900 0.28 250  анодное на кенотрон 5Ц3С
4 703 0.28 200  анодное на кенотрон 6Ц5С+5Ц3С
5 703 0.28 200  анодное на кенотрон 6Ц5С+5Ц3С
6 900 0.28 250  анодное на кенотрон 5Ц3С
7 23 0.67 6.3  накал 6Ц5С
8 17 1.07 5  накал 5Ц3С

Ну и пришлось задуматься над причиной всего что случилось, чтобы избежать  новых неприятностей.  Поэтому схему немного доработал, как –  об этом чуть позже.

*********************************************************************************************************

 

 

 

P.S. Дополнение – методика определения выходного сопротивления (  правильнее сказать – общего импеданса Z ) аудиоусилителя   для “особо одаренных” читателей моего блога, которые хвастаются высшим радиотехническим образованием, но  на полном серьезе утверждают, что усилитель не может иметь выходное сопротивление в 100 Ом  🙂  – вот такие вот у нас сейчас работают “инженеры”.

Выходное сопротивление усилителя – это очень важный параметр, от величины которого зависит стыкуемость с акустикой. И тут есть два пути решения этого вопроса – либо стремиться это выходное сопротивление снизить до минимума и таким образом демпфировать противо-ЭДС динамиков колонок ( чаще всего этот путь выбирают строители каменных усилителей, но почему-то этой болезнью сейчас заразились и некоторые ламповики ) ,  или наоборот – повышать его до максимальных величин, получая таким образом не усилитель напряжения, а усилитель тока ( так называемый ИТУН – Источник Тока, Управляемый Напряжением ). В случае ИТУНа  теряется сам смысл демпфирования, но возрастают требования по правильному согласованию импеданса усилителя и колонок ( на что сторонники первой концепции вообще не заморачиваются – и, кстати, напрасно –  именно по этой причине они часто не могут получить желаемый результат по звучанию, особенно в нижнем регистре ).

Есть несколько путей измерения выходного сопротивления ( импеданса )  усилителя. Чаще всего используют измерения на частоте 1 КГц ( хотя никто не мешает замерять на другой частоте, правда цифры могут отличаться ) и  наиболее популярны два из них:

  1.  Подают на вход усилителя 1 КГц, замеряют величину напряжения на выходе усилителя при отсутвии нагрузки  ( тут важно иметь ввиду, что для ИТУНа надо быть внимательным и не подавать слишком большой сигнал на усилитель, чтобы не вывести его из строя )  и записывают это значение как U1. После этого, не изменяя величины поданного на вход сигнала,  к усилителю подключается резистор R любого номинала, близкого к номиналу акустики –  например, 4 , 8 или, например, 12 или 15 Ом ), и замеряют напряжение на нем, записывая значение как U2.  Выходное сопротивление вычисляют по формуле (1)  Z = ( U1/U2 – 1 ) * R.
  2.  Второй метод более надежный ( тут не нужно замерять выходное напряжение усилителя без нагрузки ), но немного более сложный, потому что нужно еще один нагрузочный резистор R2. Например, у вас в первом опыте был резистор  R1 = 8 Ом.  Тогда найдите такой же по мощности  12 Ом ( примерно, точное значение не играет роли ). И сделайте снова два замера, подавая сигнал 1 КГЦ на вход усилителя. На резисторе R1 записываем показание как   U1.  Заменяем резистор на R2, и, не изменяя амплитуды  1 КГЦ сигнала на входе, записываем показания вольтметра U2 на резисторе R2.    После этого выходное сопротивление считаем по формуле   ( 2 )  Z = ( U1 – U2 )/ ( U2/R2 – U1/R1 ).

Я проделал эти обе манипуляции со своим усилителем, они дают в пределах погрешности один и тот же результат.

Для примера – по формуле ( 1 )  для описанного здесь усилителя 6Э5П – 2А3  получилось так – на 12 Омах напряжение – 0.28  Вольта,  при  разомкнутом выходе – 2.56 Вольта, откуда Z=  ( 2.56/0.28 – 1 )*12 = 98 Ом.   Нормальная для ИТУНа величина.

Для тех “талантов” у кого уже еще  и появилась проблема с пониманием русского –  пожалуйста, эта же методика описанная      in Engilsh     на   Youtube . Только не подумайте, что вторая формула там отличается от приведенной мной выше – на самом деле эти формулы идентичны, только по-разному записаны и могут быть получены одна из другой путем алгебраических преобразований.

***********************************************************************************************

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кривые B – H магнитопровода и расчет накального трансформатора для ГМ-70

Мне понадобилось намотать  накальный  трансформатор для лампы ГМ-70, то есть по сути  – сетевой трансформатор. Под рукой есть Ш-образное железо, но я не знаю его параметров. Изрядно покопавшись в интернете обнаружил, что несмотря на то, что есть очень много публикаций на эту  тему, именно четкой методики определения параметров магнитопровода, которые необходимы для расчета трансформатора, по сути нет. Есть только отрывочные данные –  или совсем примитивные наукообразные  рассказы как сделать какой-то трансформатор с по сути непредсказуемыми параметрами на основе простеньких  эмпирических формул начала прошлого века ( которые как правило дают неоправданно завышенные  габариты устройства ), или философствования с интегралами и дифференциалами, но ноль на выходе. Попытаюсь  заполнить этот пробелл, но только пока для Ш-образного сердечника. Хотя если сможете определить сами среднюю длину магнитной линии ls для другого типа сердечников – методика все равно подойдет.

Прежде всего нам нужны кривые намагничивания  B – H  – то есть зависимость магнитной индукции от напряженности магнитного поля Н.    Наклон этой кривой даст нам величину магнитной проницаемости имеющегося материала – мю.  Нюанс в том, что  магнитная проницаемость трансформаторного железа – величина не постоянная и она в свою очередь зависит от напряженности магнитного поля Н.  Кривую этой зависимости мы тоже построим. И после этого приступим к рассчету  самого  трансформатора.

Schematic

Для начала собираем простую схему из Рисунка выше.  Понадобится регулируемый  автотрансформатор П ( я взял школьный ЛАТР ), который сначала устанавливают в крайнее положение, чтобы на выходе был ноль вольт. Шунт R1 – это два двухваттных резистора по 1 Ом, включенных параллельно, но точный номинал не важен – просто изменится величина сопротивления, которую подставляем в рассчетную фомулу. Вместо варианта шунт + вольтметр можно использовать просто амперметр. Для трансформатора мощностью 100 – 200 ватт предел измерения должен быть 2 – 3 ампера.  Хотя, конечно лучше и точнее  использовать  все-таки шунт и  тестер – включенный в режиме миливольтметра переменного тока. Конденсатор С  – неполярный, берем емкостью 4- 10 микрофарад, я брал МБГО 10 мкф на 160 Вольт.   Резистор R2 – около 100 КОм.

IMG_20220907_073350_1

Теперь сам трансформатор. Надо хорошо, тщательно  собрать и подогнать железо так, чтобы обеспечить минимальный магнитный зазор.  Я для этого использовал струбцину.  На основном керне я намотал тестовую первичку – 100 витков провода 0.6мм ( можно провод брать и толще ), вторичка у меня тоже 100 витков, можно мотать тем же проводом, но я уже намотал проводом того диаметра, который будет в законченном изделии. Для замеров же это роли не играет.

Обращаю ваше внимание, что вторичка у меня намотана на боковом стержне магнитопровода.  Если вы не собираетесь мотать такого вида трансформатор, а будете вторичку наматывать классическим, обычным способом поверх первички – то мотайте свою тестовую  вторичку в 100 витков  тоже  на центральном стержне. Может быть только положите на всякий случай слой изоляции между обмотками. И не перепутайте – в формулу расчета В в этом случае подставляйте не площадь сечения бокового стержня ( как это делал я ), а площать сечения центрального ( которая обычно в два раза больше ).

Замеры делаем постепенно подавая на первичку напряжение от ЛАТРА,  результаты замеров записываем в два столбика –  Ux  и Uy. Самое большое напряжение, которое можно подавать на первичку примерно соответствует тому моменту, когда она начинает заметно нагреваться – тогда замеры заканчиваем. Хорошо, если у вас получится 12 – 15 замеров с примерно равными интервалами.

Excel_table

Приступаем к обработке данных – их удобно сделать в Excel, можно и вручную. Формулы расчета Н ( (1) напряженность магнитного поля ),  В ( (2) –  магнитная индукция ),   и мю ( (3) магнитная проницаемость ):

H= Ux*1.41*N1*/(R1*ls)                         (1)

Ux – измеренное напряжение на шунте R1,  Вольт;

N1 – количество витков первички;

R1 – сопротивление шунта, Ом;

ls – среднаяя длина магниной линии магнитопровода в метрах, для Ш-образного сердечника вычисляется:

Ls_calc

B= Uy* 1.41*R2*C/(N2*S)         (2)

Uy – измеренное значение напряжения на конденсаторе С, Вольт;

R2 – сопротивление R2, Ом,  в нашем случае это 100 000 Ом;

С – емкость конденсатора в фарадах, у меня это 10 мкф или 0.00001 Ф;

N2 – количество витков вторички, у нас это тоже 100 витков;

S – сечение стержня магнитопровода, в метрах квадратных.

mu =  B/( MU0* H )                       (3)

B – магнитная индукция ( вычисленная по формуле (2);

Н – напряженность магнитного поля, вычисленная по формуле (1);

MUo – магнитная постоянная вакуума, равная (   4*3.14*0.0000001 ).

После подсчетов к двум колонкам измеренных значения Ux  и  Uy  ( отмечены желтым в таблице ) мы добавляем  еще три колонки из  вычисленных значений В, Н и мю.   После этого строим графики зависимости  величин В и мю от Н.   Я это сделал очень просто и быстро в том же  Excel.

На графике зависимости В от Н  обычно есть выраженный излом – когда насыщается сердечник, и быстро растущее вначале значение В начинает расти заметно медленнее. Это и есть то  максимальное значение В, которым  можно задаваться при проектировании трансформатора. В моем случае это было примерно   1.3 Тесла, что обычно и рекомендуют.   Большинство промышленных трансформаторов  в целях экономии материалов обычно работают в области  даже немного более высоких значений В, но платой за это будет  повышенный коэффициент гармоник и более высокий ток холостого хода, приводящий к нагреву и гудению трансформатора.

 

B_H_curve

mu_curve

 

Второй график – зависимости мю от Н.  Как видим, есть выраженная зависимость магнитной проницаемости от напряженности магнитного поля, причем выше того же значения  Н  = 350 А/м  магнитная проницаемость резко снижается ниже 3000.    Для дальнейших расчетов принимаем мю равным 2500, что будет примерно средним значением в рабочей точке. Правда, мю нам понадобится только для расчета выходного трансформатора.   Для сетевого достаточно только В – магнитной индукции.

Теперь сам расчет.   Первый шаг – определить ЭДС одного витка первичной обмотки, используем всем известную формулу из интернета:

E = 4.44 * f * B *  S * К / 10000  где

f – частота сети, берем 50 Гц;

В – полученное из графика В – Н значение индукции,   подставляем 1.3 Тл ;

S – сечение магнитопровода в см квадратных, у нас это 12.5 ;

К – коэффициент, учитывающий неплотность заполнения центрального стержня магнитопровода железом, принимается обычно около 0.9 ;

После подстановки данных получаем 0.325 вольта на виток, или 1/0.325 = 3.08 витков на вольт.

Количество витков первички определяем перемножением 3.08 на напряжение в сети ( 235 Вольт в нашем случае, берем с запасом, потому что 230 бывает далеко не всегда ) и получаем 723 витка.   Диаметр первички d  в мм вычислял по формуле

d= 0.02 * SQRT ( I )

где  I –  ток в обмотке в милиамперах.  Как его посчитать ?  У нас нагрузка – две лампы ГМ-70 с напряжением накала 20 Вольт и током  3 ампера,  то есть 60 ватт одна, то есть всего  – 120 ватт.  При КПД трасформатора около 0.85,  берем  с  некоторым запасом мощность 150 ватт, тогда ток будет 150/230 = 0.65 А.  Подставляя 650мА в формулу получаем диаметр провода 0.51мм.  Я взял с небольшим запасом провод 0.55 мм по меди.

Далее –  вторичная обмотка. Принимая во внимание, что вторичка у меня  намотана на боковых стержнях магнитопровода, там количество витков на вольт увеличивается вдвое – то есть 3.08 * 2  = 6.16 витков на вольт.   Отсюда, чтобы получить 10 вольт на одной  вторичной обмотке ( напомню, их всего в моем трансформаторе четыре –  и они потом соединяются попарно, давая две обмотки по 20 В ), нужно  примерно 62 витка.  Диаметр  провода считал по той же формуле, получается 0.02 * SQRT ( 3000 ) = 1.095 мм,  я взял  провод 1.25 мм ( вместе с лаком ).

На самом деле я намотал 715  витков первичку и по 60 витков вторичные обмотки, сознательно немного снизив напряжение накала ГМ-70, что на мой взгляд благотворно сказывается на звуке и немного продлевает срок службы лампы.   Эта генераторная лампа создана для работы в очень жестком режиме с импульсами тока до 0.8 ампера, что в случае моего  УНЧ совершенно не требуется.   Вячеслав, мой знакомый из Израиля уже построил похожий каскодный усилитель на ГМ-70, так он снизил питание накала даже  до 15 вольт и вполне доволен результатом.

Что получилось после сборки.    Ток холостого хода – 47 мА.     Стендовые испытания трансформатора показали его отличные нагрузочные характеристики и способность долго работать без перегрева – его максимальная температура не поднималась выше 50 градусов. При напряжении на первичке 235 вольт, на вторичках под полной нагрузкой было 19.4 вольта,  теоретически должно быть 19.71  –  то есть “проседание” напряжения всего  1.5 %.

После испытаний трансформатор был под вакуумом  пропитан лаком и затем высушен при 120 градусов в сушильном шкафу в течение 3 часов.  Даже под полной нагрузкой нем как рыба.

 

***********************************************************************************************