Гибридный усилитель с германиевым транзистором в катоде выходной лампы

Потихоньку доделываю начатые ранее проекты.

Многие мои предыдущие работы показали большую перспективность схем с включением ламп по схеме с общей сеткой ( ОС ) . В этой работе будет представлена аналогичная схема усилителя, только тут с ОС работает выходной каскад.

В  одной из моих последних публикаций уже была похожая схема и макет усилителя на лампе 300В в выходном каскаде, но окончательную конструкцию я все-таки решил делать пока на менее мощной лампе 6С4С, так как 300В требует очень  большого напряжения на транзисторе, а качественных маломощных германиевых транзисторов на 160 – 200 вольт КЭ просто нет.

Как шасси для усилителя я выбрал неудавшуюся конструкцию усилителя на 2А3 ( см UU   ). Тем более, что там уже были подходящие по сопротивлению ( 3.5 КОм ) и по индуктивности первички ( 10 Гн ) выходные трансформаторы от фирмы James Audio 6133HS.  Переделка заняла всего три для и по завершении работы получилось вот такое вот творение.  Сначала схема усилителя.

Gibrid1В качестве драйвера я на этот раз выбрал более благозвучную ( и более линейную в пентодном включении ) чем 4П1Л лампу 10Ж12С  –  аналог знаменитой американской WE310А. Катодный резистор R3 сознательно не зашунтирован, хотя он и дает некоторую ООС, однако величиной его сопротивления по сравнению с внутренним сопротивление пентода можно пренебречь. В этом, кстати, еще одно преимущество пентода перед триодом – в случае триода резистор аналогичного номинала уже вносил бы очень значительную ООС и его пришлось бы шунтировать электролитом. А любой электролит в аудио цепях, на мой взгляд, это серьезный компромисс. Поэтому я стараюсь их ставить минимальное количество, а если уже без этого не обойтись ( как в случае БП и развязок по питанию ), то приходится выбирать самое лучшее. Например, конденсатор С4 –  Rifa  ( белого  цвета ). По моему наблюдению, шунтирование плохих электролитов пленкой  не особо спасает – паразитная индуктивность и высокий импеданс дешевых электролитов все равно делают свое черное дело.

Переменным резистором  R7  устанавливается режим выходной лампы, терморезистор  NTC1  нужно разместить как можно ближе к транзистору ГТ906, который желательно установить на хороший теплоотвод ( от корпуса можно не изолировать ).  Транзистор ГТ906 важно подобрать с минимальным обратным током коллектора.

Еще прокомментирую один нюанс – дроссель L1 в развязке по питанию, причем достаточно большой индуктивности. Это сделано умышленно, во первых – чтобы снизить требования к емкости последующего конденсатора – тогда можно избежать установки электролита и поставить качественный пропиленовый ( у меня Эпкос ). Во-вторых, чтобы избежать попадания  ВЧ помех в цепь пентодного драйвера – в этом есть минус применения пентода – он более чувствителен к помехам распостраняющимся по питанию. Дроссель купил на е-Вае, но можно его намотать и самому – к его величине активного сопротивления нет особых требований – поэтому его можно мотать самым тонким проводом, только бы не рвался при намотке. Величина активного сопротивления моего дросселя –   2300 Ом.   Да и индуктивность без больших проблем для звука можно снизить до 10 – 15 Гн.

 

dav

Косметически усилитель недоработан, некоторые погрешности  предстоит подчистить ( например винт М3 на РГ 🙂 ).

Пробные прослушивания были сделаны в двумя вариантами акустики – Симфония ( 3-е издание ) и мои последние самодельные щиты 2А12 –  AL130 – T-90 ( “купчихи” ).  Первое впечатление – выдаваемых усилителем 3.5 ватт совершенно достаточно для помещения в 25 кв метров. Что удивило – что купчихи оказались более чувствительными чем Симфония. Общее впечатление очень положительное – услитель всеяден – играет отлично все жанры. Сбалансирован тонально – самый глубокий бас и верхний регистр, а также вокал передаются ровно, без навязчивых предпочтений. И самое главное – транзистров не слышно вообще – чисто ламповый звук без кремниевого песочка или германиевого подзвона. При этом у усилителя есть очень важная для меня особенность – он прекрасно передает настроение, тонкую структуру и тональный баланс  музыки даже на самой минимальной громкости.  У прямонакалов качаемых по сетке это как раз всегда было слабым местом.  По крайней мере меня это всегда раздражало.

БП нарисую чуть позже, но он совершенно обычный классический на кенотроне.  Анодный трансформатор – от Антек ( две анодные обмотки по 340 вольт ).  Накалы ламп 10Ж12С питаются выпрямленным током от двух 6.3 В включенных последоваиельно обмоток анодного трансформатора,  накал кенотрона 5Ц3С ( в усилитель установлен выпускамый  Emission Labs аналог ) – от отдельного тороидального трансформатора с двумя обмотками по 2.5 вольта,  средний отвод уходит к дросселю LL1673.  Накал  выходных ламп питается от  двух вынесенных за заднюю часть усилителя 6 В аккумуляторов по 10 Ампер-часов каждый.

Учитывая цоколевку выходных ламп можно устанавливать только октальные 6С4С или  6B4G. Если поставить другие панельки ( и, конечно  накальные аккумуляторы ) то возможна замена на 2А3.

Добавлено 3 января 2019 года – снял АЧХ усилителя и 10 КГц меандр.  Исключительно хороший результат !  По уровню минус 3дБ  полоса от 8 Гц до 80 КГц ! Очень советую попробовать эту топологию.

Jamess_Audio James_Audio_10KHz

Усилитель в комплекте с колонками Симфония знял свое место в моем офисе в Риге.

Gibrid

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

Как сделать усилитель на прямонакальных лампах без лишних затрат ?

Многим лампа 2А3 ( как, впрочем и 300В ) кажется некоей недостижимой высотой, причем не только по цене, но по сложности ее “приготовления”. Вроде бы это триод, с довольно низким внутренним сопротивлением, и реализавция усилителя на нем не должна быть сложной. Однако на самом деле, несмотря на то, что любителей сделавших усилители на этой или схожих с ней лампах (6С4С, например )  немало, мало кто из них может похвастаться хорошим результатом – обычно оказывается, что звук ожидался все-таки немного более живой и интересный…. но…. всегда получается нечто, хотя и красивое внешне и детально и живенько звучащее, но, как говорил А.И Райкин, “… чево-то не хватает… “. А не хватает обычно басов и натуральности звучания ( кроме, разве что верхнего регистра ).  И начинаются поиски узкого места.  Каждый пытается решить эту проблемку по-своему – или ставит навороченные драйвера и перетыкает в них лампы,  кто-то мотает совершенно неуместные по габаритам  выходные трансформаторы, а кто и вовсе вспоминает про Сакуму и начинает ставить еще и межкаскадные (  и входные ! ) трансформаторы….. в результате – звук хотя и несколько улучшается, но даже 3.5 ваттный усилитель на 2А3 ( не говоря уже о более мощных лампах )  становится больше похож на отвес башенного крана, а инвестиции просто зашкаливают.  Где выход ?

Автор этих строк тоже не избежал долгого сидения в канифольном дыму в попытках сделать хороший усилитель на 2А3 и 300В.  Чего я только не перепробовал, но результат был всегда несколько удручающим.  Единственный  более-менее нормально звучащий усилитель на 2А3 с 6Э5П в драйвере,  который был “удостоен” оформления в корпусе в конечном итоге был тоже разобран….. Усилитель на 300В я тоже пытался сделать. И с межкаскадным трансформатором,  и без.   Тоже разобрал как безнадежно скучно звучащий.    ГМ-70 – тоже сделал на ней однотакт – и – тоже разобрал.  Причина – та же.  Отсюда вопрос – неужели скучный одноклеточный звук – это удел прямонакалов ?

Однако все не так плохо.   Последние два года я с большим интересом занимался темой раскачки триодов по катоду ( схемы с общей сеткой ) – на моем блоге есть много различных статей на эту тему и схем. Например, у меня есть в активе уже три  законченных усилителя  на прямонакальных лампах   и звучат они просто великолепно.  Это каскодные схемы, где прямонакальная лампа находтся на верхнем этаже и работает в режиме с общей сеткой.

“Черный Дрозд” http://klimanski.com/2015/08/  на лампе 2А3-40;

“Герой”  http://klimanski.com/2016/01/   на старой американской лампочке нр 45

И первый “блин”  –  на 2А3 – http://klimanski.com/2015/02/  – слушаю его больше года, почти каждый день – не надоедает. Слушал его и мой друг – тоже захотел такой же.  Это каскодный усилитель, в которм 2А3 качаем не по сетке, как это пытаются делать все, а….. по катоду.  Это и есть мой рецепт как надо готовить прямонакалы.   И тогда – о чудо !  Не нужны мегатонные выходники, межкаскадники, входные трансформаторы и анодные либо сеточные дроссели и прочие чрезвычайно дорогие детали.  Всего-то три лампочки – 6Э5П и 2А3, кенотрон, и несложная обвязка из копеечных деталей. Самую дорогую деталь – выходной трансформатор – можно намотать самому, можно купить в интернете за очень доступные деньги.  Этот усилитель описан мной в одной из недавних статей.   Того расчетного габарита, который дает любая программа расчета выходного трансформатора вполне хватает и не нужно ничего сверх этого. Например, для 2А3 в триоде расчет дает сечение выходного трансформатора 7 квадратных сантиметров и минимальную индуктивность первички – 5 Генри.   Для 300В – это 12 квадратов и те же 5 генри соответственно. И нет необходимости эти цифры превышать.

Однако, скажете вы – все эти схемы – это каскоды, которые, как известно,  являются эквивалентом пентода. А как быть с триодами ?  Был такой момент в прошлом, когда я полностью потерял интерес к триодам в выходном каскаде и этой темой не занимался.  Но успешное применение схемы с общей сеткой для каскачки маломощных ламп  при помощи эмиттерного повторителя на маленьком германиевом транзисторе в катоде привело меня к мысли – а не попробовать ли тоже самое сделать в выходном каскаде ?  И я собрал для начала макет усилителя на лампе 300В. Просто потому, что у меня осталась непарная лампочка после давнишних  неудачно закончившихся экспериментов.  Транзисторы, которые были у меня в наличии – кремниевые, потому как германиевых, которые бы выдерживали 200 вольт у меня нет ( возможно, их нет не только у меня :-)).

Приведена только принципиальная схема.

300B_GG

Однако она стоит того, чтобы добавить комментариев.  В блоке питания немного необычно включен кенотрон – анодом на общий провод, причем дроссель тоже поставлен в цепь общего провода  – читайте на эту тему тут – http://klimanski.com/2016/06/ . И самое главное – 300В качаем по катоду, причем если в случае 2А3  драйвером был стоящий на первом этаже пентод 6Э5П, то тут драйвером служит пара эмиттерных повторителей.  Для раскачки всей этой пирамиды нужно примерно 50 вольт полезного сигнала,  но у меня не было ничего готового, а паять было лень и я взял уже готовую плату драйвера к Dynaco ST-70 и приспособил ее.  Сделал также выключатель, чтобы  брать сигнал либо с инвертирующего, либо с неинвертирующего выхода платы.  Слушал сначала на трехполосных колонках от Симфонии, потом попробовал на концертных RCF ART325.  Более детально в описание схемы вдаваться не буду, потому что было важно испытать принцип работы и звук.  А в общем – звук весьма и весьма порадовал.  Наконец я услышал бас и “мясо” у 300В, причем даже на Симфонии !   При классической раскачке по сетке такого не получалось у меня никогда. Ни с каким драйвером и ни с каким трансформатором.  И это притом, что макет-то был собран в общем-то из подручных деталей –  транзисторы, например,   поставлены те, что были в коробочках – по идее их нужно бы тщательно выбрать по параметрам.

Воодушевленный успехом, я собрал немного более тщательный макетик ( правда, при тех же транзисторах ) , в качестве драйвера взяв 4П1Л, включенную в пентодном режиме, за основу для проектирования драйвера я взял материалы своего коллеги по цеху из Владивостока http://easytubeamp.com/%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D1%82%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B9-%D1%83%D1%81%D0%B8%D0%BB%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C-%D0%BD%D0%B0-%D0%BF%D1%80%D1%8F%D0%BC%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D0%BA%D0%B0%D0%BB/

А вот и моя схема

300B_GG_4П1Л

Максимальная синусоидальная мощность в 9 ватт на нагрузке в 8 Ом получается очень легко и  без резкого клиппинга, при этом на вход надо подать всего 1.6 вольта.   Полоса пропускания при 1 ватте на выходе – от 15 Гц до 25 КГц ( -3 дБ )  – это с выходником  Лундал LL1620 с  сечением всего  около 8 кв.см.  Первый каскад усиливает сигнал в 33 раза, а каскад на транзисторах и 300В – в почти 4 раза. Может показаться, что эта цифра сильно завышена, потому что мю 300 В равно 4.2,  а коэффициент передачи эмиттерных повторителей всегда меньше единицы ( к тому же усиление снижает небольшая местная ООС в виде резистора R10 ),  но не забываем, что усиление по напряжению для  каскада с общей сеткой равно не Кус=мю*Ra/(Ra+Ri), как для каскада с общим катодом,  а Кус=(мю+1)*Ra/(Ra+Ri), то есть каскад с общей сеткой работает несколько более эффективно. Это облегчает работу драйвера, так как для раскачки нужно подать меньшее напряжение, чем это было бы нужно для классического варианта раскачки 300В.  Транзисторы напряжения не усиливают, но усиливают ток.

И что самое интересное – хотя схема конечно же имеет свой звуковой почерк,  не 100% похожий на раскачку по сетке, однако транзисторов в нем в явном виде не слышно.  По крайней мере,  характерного для полупроводников “песочка”  и   плохой передачи тихих мест  на ВЧ – нет.   Читателям однако не советую пока собирать именно эту схему –  потому что спектр гармоник мне не очень  нравится и драйвер на 4П1Л нужно подправить.

Ну вот,  выходные заканчиваются.  За эти два дня удалось сделать немало ! Завтра утром в церковь и в понедельник – снова трудовые будни. Продолжение будет позднее, уже в виде законченного усилителя на 300В, я  очень надеюсь, что наконец-то ключик к разгадке приготовления прямонакалов найден !  После 300В берусь за ГМ-70.

Дополнено 27 сентября 2017 года.  Добавлен к макету тумблер, которым можно мгновенно переключить 300В в классический режим управления по сетке при том же драйвере. Тогда сравнение становится более корректным.  Что-ж, разница не в пользу классического варианта, особенно это было хорошо слышно на старых добрых колонках Technics 660.  С управлением по первой сетке тяжелые жанры звучат как-то неубедительно, плосковато, что-ли, особенно разница ощущается в нижнем регистре.

 

 

Ламповый комбик для флейты

Моя дочка Алиса играет на флейте.  И как-то в разговоре она посетовала, что трудно играть в больших или акустически сильно задемпфированных залах, к тому же, бывает необходимо внести реверберацию ( эхо ) или фонограмму.

Тут и  возникла идея сделать винтажный комбик по аналогии с гитарным, только немного более современный, с несколькими входами и возможностью подключать устройства синим зубом ( Bluetooth ). Сначала была идея ревербератор встроить внутрь комбика, но потом остановились на внешнем варианте педали и по существу остался только усилитель, коммутатор входов и Bluetooth.

Всегда нужно с чего-то начать. Началось все с динамика Philips AD1265 ( 8 Ом ), который у меня был в одном экземпляре и вполне подходил на роль, тем более он по паспорту – широкополосник с высокой 97 дБ чувствительностью. На деле все оказалось немного не так радужно, но об этом позднее.

Подобрал подходящий “винтажный” ящик из пресскартона, пристроил кожаную ручку. Ткань нашлась в закромах у супруги – и вот отправная точка есть.

kombik1

kombik2

Дочке внешний вод ящика очень понравился ( даже просила его не красить ! ) и закипела работа. Сначала усилитель, потом БП, потом Синий Зуб. Но обо всем по порядку.

Какую выбрать схему для усилителя ? Усилитель конечно буду делать ламповый.  Сначала ТЗ ( техническое задание ) – нужна выходная мощность около 3 ватт ( при чувсттвительности динамика 97 дБ этого более чем достаточно ), чувствительность по основному входу 2 вольта, по входу от Bluetooth  300 мВ, оба входа с регулятором громкости и тембра.  Полоса пропускания – даже альт-флейта не имеет в своем спектре тонов ниже 200 Герц поэтому и к выходному трансформатору требования по габаритам невысокие и полосу в 200  – 20 000  Гц обеспечит даже старый телевизионный выходник.

Схема усилителя.  После некоторых колебаний и первых проб с 6П15П на выходе по классической схематике, в конечном итоге я все-таки остановился на своем последнее время особенно любимом каскоде. Но для каскода нужно довольно высокое анодное напряжение, и появлась еще одна статья ТЗ –  обойтись его минимальной величиной. Я счел возможным ограничиться напряжением в 380 вольт, чего для получений 3-х ватт на выходе должно быть достаточно.

Основные детали. Сетевой трансформатор – R-core 44-х ваттный, купленный на е-Бэе, довольно компактный, у него есть обмотка 6.3 вольта и 120 вольт, из которых можно получить нужные 380 вольт постоянки через утроитель.  Чтобы не мучаться с накалом, на второй этаж каскода единственным кандидатом была 6С19П, как имеющая сравнительно высокое входное сопротивление в схеме с общей сеткой и высокое допустимое напряжение накал – катод ( 250 вольт ). Ну, и выходной трансформатор – давно у меня в закромах валялся ТВЗ1-1 с Ra около 6 КОм на 8 Ом.  Описание остальных деталей будет ниже.

Начал макетирование со схемы 6Э5П – 6С19П

cascode_6%d1%8119%d0%bf_6%d1%8d5%d0%bf_6

 

Вот тут уже в самом начале начались “фокусы” с динамиком. Сначала я думал что что-то не в порядке со схемой – резкий звук, резонансы, дребезжания и полностью нарушенный тональный баланс.   Оказалось, что динамик скорее всего очень очень долго где-то лежал и не использовался, настолько он был далек от того, что он далжен был выдавать. Только через трое суток “прогрева” он начал играть чисто и более-менее тонально сбалансированно. Но все равно, чтобы сгладить присутствующие пики на 2.5 – 4 КГц пришлось поставить режекторный фильтр между выходным трансформатором и динамиком.  Но от 6Э5П в конечном итоге пришлось отказаться – при заданном невысоком анодном напряжении  так и не удалось получить больше 2-х ватт выходной мощности. Пришло время наконец попробовать в каскоде E55L которую мне подсказал один из читателей моего блога, за что ему поклон.

Да, конечно E55L с ее 45 мА на вольт крутизной легко справилась с задачей и заветные 3 ватта на выходе есть ! Вот схема.

cascode_6%d1%8119%d0%bf_e55l

Ее полоса пропускания по -3дБ от 90 Гц до 45 КГц. Ток каскода 35 мА. Фон переменного тока отсутствует полностью,  если приложить ухо к динамику то слышен очень легкий белый шум. Кому интересно сравнение звукового почерка 6Э5П и E55L скажу, что хотя в общем почерк каскода остался, различие есть – в тональном балансе у E55L немного подчеркнуты высокие частоты ( выше 6 КГц )  и играет она немного суше, аналитичнее.

Блок питания

cascode_6%d1%8d5%d0%bf_6%d1%8119%d0%bf_cpu

Конденсаторы С2 и С3 на 350 вольт, С1 – на 250, С5 – на 450, С4 и С6 на 630 вольт.  Дроссель L1 – от старого осциллографа  ( С1-1 или С1-5 точно не помню ). Резистор R1 3-х ваттный, остальные – двухваттные.

По той причине, что блок питания на полупроводниках, а утроитель при включении на холодные катоды будет давать теоретически возможное напряжение 120 * 1.41*3 =  507 вольт, то во избежание повреждения конденсаторов блока питания сделана схема задержки подачи анодного напряжения,  уже опробованная ранее и описанная подробнее в одной из прошлых публикаций http://klimanski.com/2014/12/ с некоторыми изменениями – вместо диода D4  -диодный мостик, конденсаторы С1 и С3 – 4700 мкф на 16 вольт, резистор R4 – 10 Ом, R2 – 5.6 КОм, стабилитрон D2 – на 3.3 вольта,  реле – Tianbo HJR-4102 на 5 вольт,  транзисторы КТ3102А,  питается схема от накального переменного напряжения 6.3 вольта. Собрана схема задержки на макетной плате и расположена рядом с сетевым трансформатором. Параллельно реле включена цепочка из красного светодиода АЛ307 и резистора 240 Ом 0.5 ватт – для индикации. Свечение светодиода говорит о том, что реле включено и блок питания от сетевой обмотки в 120 В отключен – идет прогрев катодов ламп. После отключения реле, его нормальнозамкнутые контакты подают переменное напряжение на схему утроителя и светодиод гаснет.

Детали смонтированы на фанерной дощечке, перед монтажом входов “изделие” выглядело так:

img_7303_1 img_7305_1 img_7306_1 img_7307_1

img_7309_2

Теперь о предварительном усилителе для Bluetooth входа. Он был сделан по гибридной схеме моей разработки ( принцип описан в предыдущих публикациях ).  Он имеет коэффициент усиления равный 15-ти, и достаточно низкий уровень гармоник и звучит  великолепно – насыщенно, богато, объемно.  Схема не чувствительна к наводкам, помехам и качеству питания.

input

Резистор R6 – Двухваттный, остальные – 0.5 ватт. Конденатор С1 на 63 вольта, С2 – на 630 вольт, С3 –  электролит на 450 вольт.  Ток через лампу  2 мА, работает она в режиме с общей сеткой.  Транзистор согласует вход с довольно низким входным сопротивлением лампы, он должен быть обязательно германиевый, в принципе любой с коэффициентом усиления не менее 50.  Накал лампы – от накала ламп  выходного каскода.  Схема собрана на макетной плате.

img_7318_2_%d0%bf%d1%80%d0%b5%d0%b4%d0%b2%d0%b0%d1%80%d0%b8%d1%82%d0%b5%d0%bb%d1%8c%d0%bd%d1%8b%d0%b9

 

Ниже нарисована схема коммутации входов. Их  – два плюс Bluetooth вход.  Вход 1 подключен ко входу оконечного усилителя постоянно, его можно микшировать с BlueTooth входом или Входом 2 при помощи трехпозиционного переключателя S1 с нейтральной точкой  и регуляторов громкости R1 – R3, причем R1 – это сдвоенный ( стерео ) ALPS на 50КОм, у которого вторая секция используется для того, чтобы при минимальной громкости входа 1 не закоротить на общий входы 2 и Bluetooth.   Второй ALPS на 20КОм  ( R3 и  R4 )  тоже сдвоенный, одна секция обеспечивает регулировку громкости Входа 2, вторая секция – регулировку входа Bluetooth, то есть вход 1 можно либо слушать отдельно, либо  микшировать – или со входом 2,  или со входом Bloetooth.

inputs

 

Что представляет собой Bluetooth вход ? Это купленное мной на е-Вае простенькое изделие предназначенное для поключения телефона в автомобиле  ( ключевые слова для поиска –  Hight Quality Bluetooth 4.0 Hands-Free Car NFC AUX Kit for Smartphone ). К моему вящему удивлению, звучит эта штука прекрасно, АЧХ идеальная и шумов – ноль.

bluetoorth_player

Вот как выглядит готвое изделие.  Справа – сетевая кнопка, слева – переключатель входов S1, посередине – регуляторы громкости.  Сие изделие я  передал своей дочке на испытания в канун Старого Нового Года.

 

final

 

 

 

А вот подарок мне, для украшения мастерской от моей любимой –  на Рождество.

img_7313_%d0%b4%d1%83%d1%88%d0%b8_%d0%bb%d0%b0%d0%bc%d0%bf

 

 

Желаю всем радости, успехов во всех начинаниях и просто удачи в Новом 2017 Году !

Бульте благословенны мои братья и сестры !

 

 

 

О пропитке выходных трансформаторов

В процессе работы на проектом своего нового усилителя “BlackBird” http://klimanski.com/?p=4263 – или “Черный Дрозд” если по-русски, у меня возникла необходимость зафиксировать витки намотанного мной выходного трансформатора. Почему возникла такая необходимость ? Дело в том, что в звучании усилителя с непропитанным выходным трансформатором при повышенных уровнях громкости я слышал посторонние призвуки, как бы резонансы на определенных частотах,  причем эти призвуки иногда появлялись, иногда – нет.

Изучение  имеющейся   в интернете  информации по теме пропитки выходных трансформаторов не дало однозначного ответа на этот вопрос – большинство авторов сходится во мнении, что пропитка не нужна и даже вредна, другие говорят, что легкая пропитка полезна.

С точки зрения логики любая пропитка, даже легкая, должна казалось бы приводить к увеличению емкости обмоток, и, следовательно, к ухудшению частотой характеристики выходного трансформатора на высоких частотах.   Однако наличие противоположных мнений все же  подтолкнуло меня к попытке изучить этот вопрос более внимательно и  попробовать это сделать практически.

Какие пропиточные материалы можно использовать для этой цели ?  Чаще всего упоминается парафин или церезин, также встречаются советы пропитывать смолой, шеллаком, воском, канифолью. Для того, чтобы определиться с выбором, нужно подумать – а какие параметры пропиточного материала являются наиболее ценными  ?  Наверно  наиболее важными характеристиками являются механическая  прочность – витки в постоянном магнитном и переменном электрическом поле испытывают очень высокие механические нагрузки, а также термостойкость – пусть трансформаторы выходные не нагреваются так сильно как сетевые, но тем не менее в жаркий летний день они могут вполне нагреться от самого шасси до 50 – 70 градусов. По этой причине парафин, церезин и смола с канифолью отпадают – эти материалы уже при нормальной температуре уже довольно мягкие, а уж при нагреве они вовсе могут расплавиться.

Что остается ? На мой взгляд, остаются только специальные для пропитки трансформаторов предназначенные лаки, которые имеют высокую механическую прочность и термостойкость.  Кроме того, высокая механическая прочность дает возможность свести к минимуму количество требуемого для пропитки материала, что очень ценно с точки зрения избежания увеличения паразитной емкости обмоток. В общем, по совету более опытных товарищей с форума дийаудио ( за что им огромное спасибо ! ), я остановился на лаке МЛ-92. Это лак на основе меламино-алкидной смолы, которая требует сушки при повышенной температуре, что само по себе хотя и вносит некоторую сложность в процесс пропитки, тем не менее очень полезно с точки зрения удаления остаточной влаги из материалов обмоток трансформатора. А это очень хорошо, потому что вода – это вещество с высоким значением диэлектрической проницаемости – 81, то есть влага попавшая между обкладками в 81 раз увеличивает емкость получившегося конденсатора, заодно сильно снижая его прочность на пробой. В общем, от воды в трансформаторе, также как и вообще в электронике – одни проблемы и от нее нужно избавляться всеми доступными способами.

Для того, чтобы снизить по возможности количество остаточного лака в обмотках, то есть не пропитывать их на все 100%, исходный лак нужно разбавить.   Для начала я выбрал разбавление 1 к 3.

Вот характеристики лака МЛ-92

По своим характеристикам лак МЛ-92 является материалом, который выдерживает высокие электрические напряжения, ток, поверхностные разряды, электрическую дугу. Этот лак принадлежит к классу нагревостойкости В, что соответствует температуре 130°С.

Структура лака представляет собой однородное вещество, в котором отсутствуют механические включения. Изделия, которые покрываются таким лаком, можно эксплуатировать на территориях с умеренным и тропическим климатом. Используется лак в помещениях или под навесом. Также МЛ-92 можно использовать в помещениях или объемах, в которых колебания влажности и температуры воздуха несущественно отличаются от колебаний на улице, а также в которых есть достаточно свободный доступ к открытому воздуху. Применять лак можно в температурных условиях от -60 до +120°С.

Для того, чтобы работать с лаком, его нужно разбавить, для чего используется толуол, ксилол или смесь какого-то из этих растворителей с уайт-спиртом. Наносить лак можно окунанием или наливом. На алюминиевые сплавы допускается нанесение лака без предварительного нанесения грунтовки.

Внешний вид МЛ-92

Поверхность, на которую на которую правильно нанесен лак, после высыхания становится гладкой, однородной. Цвет – коричневый разной насыщенности.

Нанесение материала

Наносить лак можно двумя способами: наливом и окунанием.  Количество слоев зависит от специфики работ. Слои должны быть равномерными, без потеков.

Расход МЛ-92

Расход лака на 1 слой составляет от 40 до 50 гм/2. Каждый слой покрытия лаком МЛ-92 составляет в среднем 20-30 мкм.

Сушка

Каждый нанесенный слой лака нужно правильно просушить. Для начала обработанную поверхность необходимо выдержать 15-20 минут при температуре 18-22°С. После этого можно начинать горячую сушку. Ее осуществляют при высоких температурах (105-110°С) на протяжении одного часа.
Если лак наносится толстым слоем, то его нужно сушить при температуре около 120°С не менее 16 часов.

Технические характеристики МЛ-92

Условная вязкость МЛ-92 (вискозиметр типа ВЗ-246, диаметр сопла 4мм) в условиях температуры 20 градусов, плюс-минус полградуса 25 – 50
Массовая доля в процентах нелетучих веществ 10
Время высыхания (в условиях температуры 105-110 градусов Цельсия) до степени 3, ч, не более 1
Просыхание лака при нанесении толстым слоем (в условиях температуры 115-120 градусов), ч, не более 16
Термоэластичность пленки после высыхания лака в условиях температуры 148-152 градусов, ч, не менее 48
Твердость покрытия в условиях температуры 18-22 градусы по разным маятниковым приборам, не менее
тип ТМЛ (маятник А), отн. ед. 0,15
тип М-3, усл. ед. 0,40
Минимальная маслостойкость пленки, Н 78
Минимальная электрическая прочность покрытия при разных температурах, МВ/м
температура 18-22 градусов 70
температура 128-132 градусов 40
температура 18-22 градусов, после действия воды в течение суток 30
Удельное объемное электрическое сопротивление покрытия при разных температурах, ОМ/м, не менее
Температура 18-22°С 1012
Температура 128-132°С 109
В течение суток после действия воды, температура 18-22°С 5*1010

В качества разбавителя я выбрал, как этого требует спецификация,  уайт спирит и ксилол. Взяв 0.5 литра лака, 0.5 литра уайт-спирита и 1 л ксилола, у меня получилось 2 литра смеси, которой достаточно, чтобы пропитать мой довольной большой выходной трансформатор из железа EI-137, сечением 12.4 квадратных сантиметров.

d181d0bcd0b5d181d18c

В качестве ванны взял 5-л бутылку от питьевой воды и отрезал ей верх. Кстати, не выбрасывайте отрезанную верхнюю часть – тем более, если у нее горлышко Уже, чем у бутылки для хранения готовой смеси ( справа ) – из этой верхней части получается отличная воронка для переливок.

Теперь как все было. Сначала трансформатор заливаем приготовленной смесью  лака 1 к 3, причем так, чтобы лак полностью покрывал весь трансформатор и ставим на 10 минут в эксикатор под вакуум. Для создания вакуума использовался обычный роторный насос, который должен давать разрежение не хуже 1/10 атмосферного давления.

img_7199_2

img_7200_2

img_7201_2

Потом снимаем вакуум, сливаем лак обратно в емкость, а трансформатор ставим снова в эксикатор, желательно подставив что-то типа тарелки ( чтобы стекающий лак не испачкал эксикатор ) и  включаем вакуум на 10 – 15 минут для предварительной сушки – и за это время из трансформатора стекают остатки лака. Желательно, чтобы трансформатор лежал так, чтобы слои намотки были вертикальны – тогда лак стекает полнее.

img_7202_21

После предварительной сушки нужно трансформатор нагреть до 100 – 120 градусов  под вакуумом. Указанная температура нужна для высыхания лака МЛ-92,  а вакуум – для ускорения сушки, потому что для удаления остатков растворителя ( ксилола и ауйт-спирита )  иначе нужна намного более высокая, чем 100 градусов температура – ксилол при нормальном давлении кипит при 150 градусах, а уайт-спирит выкипает в интервале температур 150 – 200 градусов.

Для нагрева трансформатора  я использовал его первичную обмотку как нагревательный элемент. И конечно тут нужен постоянный ток.   Удобнее если есть ЛАТР, от него – на диодный выпрямитель, и от него – уже на первичку трансформатора.   Чтобы провести провода внутрь эксикатора,  я взял две полоски медной фольги толщиной 0.05 мм. Чтобы эксикатор не потерял герметичности, зазор между крышкой и корпусом нужно обильно смазать вакуумной замазкой, состоящей из сплавленной 1 к 1 смеси вазелина и каучука.    Лучше сушку вести в два этапа – сначала подать примерно 50 % от нужного напряжения, а через 10 – 15 минут, когда трансформатор прогреется, подавать рабочее напряжение еще примерно часа полтора – два – при этом нужно постоянно следить за температурой обмотки постепенно снижая напряжение.

img_7206_2

Как рассчитать необходимое для нагрева обмотки напряжение ? Для этого  сначала нужно замерить омическое сопротивление катушки при комнатной температуре. Зная коэффициент зависимости сопротивления меди от температуры 0.004 Ом на 1 градус, можем рассчитать, что от нагрева обмотки на 100 градусов, ее начальное сопротивление R изменится на R * ( 0.004 * 100 ) = 0.4*R Ом. Удобнее всего, если у вас есть амперметр на 1 ампер ( или миливольтметр с шунтом, как у меня на фото ) и обычный тестер для замера напряжения – тогда в процессе нагрева по их показаниям вы сможете вычислить сопротивление первички трансформатора и сравнить с тем значением R которое мы уже вычислили заранее.

В общем,  примерно через два часа прогрева под вакуумом испарение растворителей заканчивается – эксикатор покрывается изнутри потеками конденсата растворителей и на дне образуется лужа. Нужно следить за тем, чтобы конденсат, который образуется также и в вакуумной трубке не попал в вакуумный насос. Отключаем электрический нагрев, сбрасываем вакуум, открываем крышку и вытаскиваем трансформатор.  Осторожно, он горячий ! После этого, желательно побыстрее, чтобы трансформатор не успел сильно остыть, очищаем бумажными салфетками эксикатор ( бумажными полотенцами или туалетной бумагой )  от остатков растворителя, просто протирая его внутреннюю поверхность,  включая поверхность крышки,   желательно насухо.   Помним об огнеопасности растворителей ! После этого снова кладем горячий трансформатор в эксикатор, на этот раз уже без проводов, нагрев не понадобится, и снова включаем вакуум на 10 минут – это нужно для окончательного удаления остатков растворителя из обмоток и со стенок эксикатора. После этого кран подачи вакуума наверху эксикатора закрываем, насос отключаем и даем нашему трансформатору остыть под вакуумом естественным образом. Я делал пропитку вечером, и просто оставил его в эксикаторе до утра.

Итого, вся процедура занимает около 3 часов + охлаждение. Утром включаем трансформатор в усилитель и после “прогрева” трансформатора хорошей музыкой в течение 1 – 2 часов –  наслаждемся его чистым пением и упругим басом.

Всего доброго, успехов !

img_7197_gotovo

P.S.     1.  Об изменениях физических параметров трансформатора. Удивительно, но после пропитки межобмоточная емкость конкретного экземпляра трансформатора не увеличилась, а даже немного стала меньше – до пропитки 1.76 нФ, после – 1.64 нФ. Скорее всего это произошло из-за вакуумирования водяных паров из изоляционных материалов.  АЧХ  усилителя с пропитанным трансформатором практически не изменилась.

2. Помните о том, что все используемые для разведения лака растворители, как, впрочем и сам лак – огнеопасны, поэтому во время работы нельзя курить или пользоваться открытым огнем.   Также,  растворители не очень приятно пахнут и длительное их вдыхание не очень полезно для здоровья, поэтому всю работу желательно делать на свежем воздухе или под тягой.

/

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


Мои конструкции ламповых усилителей

Почему-то захотелось свести в одну статью все сделанные мной за последние 8 лет ламповые усилители, причем сюда попали только законченные конструкции – недоделанные шасси и макеты не в счет.   Первыми идут свежие работы, под картинками URL публикации с описанием конструкции.

Некоторые конструкции хотя просуществовали некторое время, тем не менее впоследствии были разобраны. Такова, например судьба моего первого усилителя, он был на 6С33С ( там были еще 6Г7 и 6Н8С ), к сожалению от него не осталось даже фото. Также не осталось картинки моего усилителя на ГУ-50, и пока нет фото двухтакта на 1П33С.  Так что в сумме получается 19 аппаратов за 10 лет, и из них только три двухтакта. Как видите звук однотактов мне нравится больше :-)).

Хочу поблагодарить всех, кто мне помогал – форумчан diyaudio.ru ( а я там кажется с 2012 года ), а также тех, кто помогал не столько советом и делом,  а просто вдохновлял идти дальше – даже тогда, когда было трудно и ничего не получалось – таким человеком для меня все эти годы была и продолжает быть моя жена Людмила.

.

.

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