Однотактный усилитель на 813 ( ГУ-13 ) – продолжение – выходной трансформатор

Начало этой истории – смотрите http://klimanski.com/?p=2009 . Просто публикация получилась слишком длинная, поэтому решил ее разделить на части. Пока статья не закончена, она будет постоянно дополняться. Часть информации есть на форуме http://www.diyaudio.ru/forum/index.php?topic=821.360 так что кому интересно, следите.

Пока у меня небыло подходящего для выходного трансформатора железа – получился перерыв в полгода.  Теперь мне повезло разжиться парой трансформаторов ОСУ0.63 – внешне это тот же ОСМ, только подковы слегка овальные. Сечение его магнитопровода – 24 на 48 мм, то есть в сумме 23 кв.см, если не считать коэффициент заполнения железом.  Расчеты я свел в виде Excel файла, где сравнил все методы расчета которые я нашел в инете – по А.Тощеву, Васильченко, Войшвилло, Цикину, Андронникову и сравнил с зарубежной методикой по ссылке из первой части публикации. В итоге, я сделал Excel файл для расчет SE выходного трансформатора:
d182d180d0b0d0bdd181_d180d0b0d181d187d0b5d182_813_d0bdd0bed0b2d18bd0b91
Более подробное описание этого файла есть здесь http://klimanski.com/?p=3291.
Кстати с расчетами мне любезно помог Александр Резвой, который отозвался на мою публикацию,  и поделился своим алгоритмом расчетов, за что ему огромное спасибо.

По расчетам без ОООС получилось 4850 витков первички проводом 0.31. Учитывая, что расчет сделан с запасом и фактически будет 4 – 6 дБ ОООС , я выбрал 4600 витков первички проводом 0,355 по меди, и 134 витов вторички ( две параллельно, провод 1.25мм,  тоже по меди ).  Высота намоти у катушки моего ОСУ была 89 мм, так что сюда вошло 200 витков первички.

Теперь стал вопрос – как секционировать ?  Мой предыдущий транс, на котором уже удалось вытянуть более-менее нормальную АЧХ содержал две секции первички  и две секции вторички. На форуме мне предлагали намотать одним куском всю первичку, прикрыв ее с обоих концов половинками вторички. На мой взгляд, такой решение возможно только в одном случае – если пол-первички мотать в одном направлении, а втору половину – в другом, просто не вставляя между ними вторичку, при этом вывод на анод будет идти от половины первички, т.е из середины ( где будет смена направления намотки ), а один из крайних выводов, который будет рядом со слоем вторички – соединяется с питанием. Межобмоточную емкость тогда в самом деле можно получить минимальную. Но что будет с индуктивностью рассеяния ? Ведь габариты нешуточные. Поэтому я решил сделать три секции первички и две вторички – то есть 1/4П – 1/2В – переворот – 1/2П – 1/2В – переворот –  1/4П – то есть половина обмоток намотана в одном направлении, другая – в противоположную. Вот как выгдядит готовое изделие:
img_5692_21
Получились вот такие цифири по замерам: первичка – 250 Ом, индуктивность на 100Гц – 65 Гн, на 50Гц ( 5V RMS )  95 Гн. Емкость между первичкой и вторичкой – 3200 пФ. При коммутации по варинту 3 ( см. графики АЧХ ниже ) индуктивность рассеяния составила 60mH. Ra получилась 10.2К на 8 Ом. Первичку под 10К можно скоммутировать четырьмя различными способами.  Сначала скоммутировал так

naamotka_1

Как оказалось, это был лучший вариант ( ниже на АЧХ он обозначен как вариант 3 ).

Теперь замеры на стенде в схеме:

Получились вот такие АЧХ с тремя вариантами коммутации ( четверный здесь отсутствуют так как там все совсем плохо )

813_option_2_2w_connect1_compare2
Опыт приобретаю по ходу. Как видим, получился провал в районе 4о КГц, дБ так 12, и это с 6 дБ ООС ! То есть емкость слишком большая. Как же ее уменьшить, эту емкость. Причем, как мне кажется, для трансформатора важна не только емкость, Точнее, динамическую емкость. А еще точнее – потери на ВЧ, вызванные наличием этой емкости. Вот мои мысли вслух – это НЕ ИНСТРУКЦИЯ к действию !
– сначала о межобмоточной емкости. Тут важно, чтобы dU/dt было равномерным по всей поверхности контакта обмоток, т.к мы знаем, что энергия, запасаемая конденсатором зависит от емкости и от напряжения на обкладках в квадрате. А так как напряжение между первичкой и вторичкой здесь ооочень большое, то ИМХО этому моменту надо уделить внимание. То есть, важно, чтобы направление движения волны сигнала было одинаковым в соседствующих обмотках
d0bdd0b0d0bcd0bed182d0bad0b0_d0bdd0b0d0bfd180d0b0d0b2d0bbd0b5d0bdd0b8d0b5
Получается, что перекидка направления намотки здесь не нужна.
– Внутриобмоточная емкость. Опять же, чтобы снизить среднюю разницу напряжений между слоями, получается, их надо мотать в одном направлении, но с перекидкой провода к началу каретки.
– чтобы снизить емкость между слоями, нужно прокладки делать по возможности толще, по возможности из материала с минимальной диэлектрической проницаемостью, а лучше – из сетки
– Чтобы небыло острых резонансов, прокладки между слоями надо делать разными, например, чередовать сетку с обычной бумагой, и, например, с фторопластом, желательно бессистемно. Хотя, если мотать тяп-ляп рандомизация получится сама собой :-)))
Прошла неделя. На имеющемся втором трансформаторе ОСУ удалось намотать другой пробный трансформатор. Первую попытку не разматывал – пока не будет результатов испытания второго. Вот схема намотки моей попытки номер два
d0bdd0b0d0bcd0bed182d0bad0b0_3
Из каких соображений я сделал первый внутренний слой в виде вторички ? Объясню. По расчетам получился диаметр провода вторички 1.5 мм. Высота каркаса – 89 мм. Получается, что можно намотать около 50 витков в слое. А в случае 4800 витков первички, для получения заданного Ra = 10K нужно всего 135 витков вторички. И еще одно отступление – это не только мое мнение – я это слышал и от опытных намотчиков трансформаторов – параллелить вторички ( как, впрочем и первички ) – это очень плохо. Даже не потому, что трудно соблюсти равенство количества витков, главное, что в случае броневого сердечника невозможно соблюсти равенство их импеданса. По этой причине была задача – намотать вторичку последовательно. То есть было выбрано мотать в три слоя 45 + 45 + 45 витков проводом 1.5 мм по меди, причем нижний слой – это только один ряд, в внутри – два. При этом соблюдается правило совпадения направленности вектора dU/dt в соседних обмотках, что должно уменьшать потери, обусловленные емкостью. Если вторичку делать одной в три слоя, то для соблюдения направления dU/dt между обмотками пришлось бы первичку мотать со сменой направления намотки, а это, в свою очередь, привело бы к тому, что вывод первички к питанию оказался бы не у магнитопровода, а в середине трансформатора, то есть вплотную ко вторичке в середине. Это еще не проблема. Что хуже – при этом вплотную к магнитопроводу внутри трансформатора оказалась бы середина первички, что совсем нехорошо в смысле паразитной емкости. А первичка – это две обмотки по 2400 витков, всего 4800 витков, 24 слоя проводом 0.355 по меди, 200 витков в слое. Все обмотки намотаны в одном направлении.  В выходном трансформаторе предусмотрен отвод во вторичной обмотке для 4 Ом акустики ( от 90-го витка ).
В качестве межобмоточной изоляции был использован синтокартон 0.4 мм – один слой. Как межслоевую изоляцию я использовал строительную стекловолоконную сетку толщиной 0.2 мм.
glasssfiber_mesh
Размер ячейки 2,5 мм. Маленький секрет – резать ее лучше не вдоль и не поперек, а по диагонали. Конечно, получается больше отходов, но тогда витки не сваливаются в промежутки между ячейками сетки и намотка получается равномернее. namotka
Вот какие замеры получились для готового изделия: емкость между первичкой и вторичкой ( первичка закорочена ) – 1450 пФ, индуктивность рассеяния 155 mH. Как видим, чудес не бывает – по сравнению с первым вариантом намотки с тремя секциями первички уменьшилась емкость более чем в два раза, но и во столько же раз увеличилась индуктивность рассеяния. Замеры в схеме будут через неделю.

Дополнено 14 июня 2013. Вот неделька и прошла, снова собрал я тот же макет 6С2С – 6П6С – 813, только выходная лампа теперь с фиксированным смещением, и подключил трансформатор. Ну, наконец-то получилось ! Самое радостное – что все мои усилия и теоретические предпосылки оказались верными – новый вариант трансформатора оказался намного лучше по АЧХ в высокочастотной области.813_trans_2
Эта кривая снята с 4 дБ ООС, без ООС – АЧХ тоже неплохая, там минус три дБ при 30 КГц.
Прослушивание. Пока конечно моно. С колонкой от Симфонии. Два часа это конечно мало. Еще железо не прогрелось, еще лампы и конденсаторы сырые, но… уже кое-какие выводы сделать можно. Ну, во-первых – это очень чистенькое звучание, совершенно лишенное “пентодности” – без призвонов и лишней экспрессии. Но разрешение на средних меня не обрадовало. Заменил 6П6С на 6V6GT RCA – вроде чуть лучше, но нето все-равно. А вот c 6F6 JAN схема зазвучала намного красивее, также хорошо пела и 6Ф6С. А когда на вход поставил СV1932 ( аналог 6J5 ) то в общем звук стал на тот уровень, когда уже лучше и не надо. В общем, доматываю второй трансформатор и делаю все начисто !
813_schematic_6f6
Не очень приглядно было железо – ржавое немного и чтобы привести его в нормальный вид, я решил его покрасить. За одно, чтобы уменьшить вероятность короткого замыкания пластин в месте разреза сердечника, а также чтобы убрать частички железа после шлифовки боковин шкуркой ( дабы избавиться от старого грубо нанесенного лака и ржавчины ), я подковам сначала подшлифовал на кафельной плитке карборундом М10 + водой торцы до получения равномерно серой бархатистой поверхности, потом опустил в ванну с уксусной кислотой ( столовый уксус 9% ) на два часа – кислота разъедает остатки ржавчины и железную пыль, которая могла забиться в щели. После этого тщательно отмыл водой и просушил положив на теплый силовик своего усилителя. Потом протер техническим спиртом ( годится любой растворитель – ацетон, ксилол, 646 и т п ) и после нанес тонкий слой серой краски из баллончика. Толщина слоя краски получается около 0.05 мм, на эту величину уменьшаем толщину прокладки для зазора.
img_5708_pokraska

Вот на картинке готовое изделие и ожидающие намотки покрашенные в серый цвет детальки ОСУ0,63 для второго трансформатора.

img_5703_2

img_5705_2

В заключение хочу сказать спасибо всем участникам форума Дийаудио.ру кто помог добрыми советами. В расчетах и намотке трансформатора мне очень помогли советы Александра Резвой, за что ему поклон.

Дополнено 23 июня 2013 года. Ну вот, намотаны уже оба выходника. Напомню что получилось в конце – индуктивность первички 102 Гн, статическая емкость между первичкой и вторичкой – 1450 пФ, индуктивность рассеяния 150мГн, сопротивление первички 250 Ом, Ra=10К. Теперь можно браться за анодное и доводку схемы. Что интересно, что фактически измеренная индуктивность первички оказалась более 100 Гн, хотя расчет давал 46 Гн.

img_5713_oba_gotovi

О самом усилителе на 813 лампе будет отдельная статья.

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

Однотактный ламповый усилитель 6П6С – 813 RCA / SE tube amplifier



Я давно уже присматривался к очень красивой и мощной лампе 813 и к ней близкой  ГК-71.

picture_813_rca

Вроде есть еще ГУ-13, но мне она живьем еще не попадалась… Мне нравится, что это пентод, и нравится, что он прямонакальный. Импортная лампочка 813 выигрывает немного по потребляемой мощности накала – 10 В 5 А против 20 В 3 А у ГК-71. Поэтому я выбрал 813 RCA, удалось на е-Вае купить новую за 50 долларов + доставка регистрированной почтой 30 долларов. Многие задают мне вопрос – зачем я занимаюсь такими сложными лампами ? Анодное высокое, высокое внутреннее сопротивление, сложности с накалом… Мои опыты с ГМ-70 убедили меня в том, что у мощного УНЧ есть свои плюсы. Прежде всего – он играет с почти любой акустикой.  Другое преимущество не так очевидно, но как мне кажется, маломощные УНЧ имеют жанровые ограничения, чего лишены мощные прямонакальные лампы – они играют все. По крайне мере, сделанный мною ранее двухтакт на ГМ-70 http://klimanski.com/?p=1222 всеяден – он одинаково уверенно и интересно играет и камерную классику и хэви мэтл.

Из немногого того, что я нашел на Гугле, на этой лампе делали УНЧ, включая ее триодом:

http://www.audiodesignguide.com/Claudio845/813amp.html

http://www.nutshellhifi.com/triode3.html

http://lampizator.eu/AMPLIFIERS/CHINA/audioromy/Audioromy%20813.html

и деньги за эти усилители хотят недетские – один из них, кажется китайцы продают за 6800 Евро и уговаривают, что это дешево…  Зато первая из ссылок содержит немало полезной информации для того, кто немного знаком с английским и хочет построить УНЧ на ГУ-13 в триоде или ГМ-70.

Вчера я собрал макет – 813-ю включил пентодом. Почему именно пентодом ? Ну, в в первую очередь – люблю я пентодный звук !  Хотя сейчас слушаю Дарлинг на триодах ( см.  публикацию  http://klimanski.com/?p=1784 ) ,  мои лучшие усилители, звук которых мне понравился больше всего – собраны все-таки на пентодах – 1П33С, 6П7С, EL34, 6П3С-Е ).  И вообще – мало разве есть триодов ? Поэтому включать такие шедевры конструкторской мысли как пентоды в триодном режиме – это непозволительное упрощение,  кощунство, если хотите. Или это – примерно тоже, что гнать самогон из французского коньяка…. Извините, конечно, я ничего плохого про самогон сказать не хотел…. Есть ведь любители… Да и сам я – нет нет – да и включу 6П6С в триоде, вот как и в этой схеме ниже, кстати. А вот, если угодно, – и мнение авторитета:

«…Экранированные лампы ( пентоды, лучевые тетроды ) по ряду таких важных показателей, как коэффициент полезного действия, выходная мощность ( при заданной мощности катода ) и чувствительность значительно превосходят триоды, применение которых в однотактном каскаде практически нецелесообразно….» ( Войшвилло Г.В. Руководство по проектированию усилителей звуковой частоты. Ленинград, 1958. ).

К тому же. Есть любители схем без ООС – якобы она портит звук. Тогда давайте отказываться и от триодов. Триод – это электронная лампа, в которой ООС имеется уже внутри, то есть заложена в самой ее конструкции http://www.audioworld.ru/Books/Tubes/tub_02.html .

Теперь о схеме.  Для стабилизации напряжения на второй сетке я взял три лампы СГ4С, в сумме 450 вольт. Кому-то покажется многовато, однако замечу две причины, почему я решил сделать именно так. Первая – при низких напряжениях на второй сетке трудно получить в однотакте реальную мощность не заходя в облать положительных потенциалов на первой сетке. Вторая причина – посмотрите, какую огромную мощность по паспортным режимам удается получить от этой лампы в телеграфном режиме !   Поэтому в сравнении с телеграфным режимом работу в реальном УНЧ ( если без токов первой сетки ) в первом приближении можно приравнять к статическому режиму и 450 вольт на второй сетке ( если конечно не превышать остальные предельно допустимые режимы ) – это не проблема и 813-я это выдерживает легко.  Тем более, что блок питания, который у меня уже есть, дает не более 1200 вольт анодного, что для 813 лампы – лишь легкая разминка. К тому же, несмотря на указанные в паспорте на лампу максимум 400 вольт на второй сетке,  в даташите от  RCA есть график анодных характеристик при напряжении на второй сетке 750 вольт. Ниже приведены анодные характеристики для напряжения на второй сетке 400 вольт ( http://tubedata.itchurch.org/sheets8.html ) :

813_400vg21

По анодным характеристикам я прикинул, что для раскачки 813 лампы в пентоде надо около 20 – 25 вольт на первой сетке ( если без ООС ).  Но так как ООС планируется, как лампу для раскачки я взял  6П6С в триоде.  Схема, которая приведена ниже – это пока проект, смакетирована пока только ее часть без 6С2С.

813_se_amp

Блок анодного питания анода – смотрите мою публикацию по ГМ-70 http://klimanski.com/?p=1228. Схему питания накала пока рисую – скоро будет. И вот картинка первого макета.

img_5504_2

Выходной трансформатор взят 10К китайский ( на нем гордо красуется надпись ” SE 100W” ), который, как утверждают продавцы, предназначен для 211 и 833 ( ГУ-48 ) ламп. На нем из 813 лампочки удалось выкачать 36 ватт неискаженной мощности на 8 Ом нагрузкеи частоте 1КГц.  Спектр гармоник – красивый ниспападаюший ряд без преобладания нечетных гармоник – что  позволяет надеяться на получение приятного уху звука. Картинки – сначала  синусоида и потом – спектр гармоник – оба графика получены для максимальной выходной мощности 36 ватт на 8 Ом )

image168png

image9

Несколько хуже обстоит дело с АЧХ.  Завал по НЧ и ВЧ превышает 5 дБ. Но это – фактически без ООС, так как 24 К в цепи ООС для 6П6С – это очень много.  Я пробовал снизить Rnfb до 3 КОм ( что соотвествует около 4 дБ ООС ), но картика от этого сильно не изменилась.  Спад и искажения на НЧ слишком велики.

813_10k

Подозреваю, что  виноват выходной транформатор. Хотя, конечно, трансформатор, намотанный для триодов винить так уж сразу нельзя, может он просто имеет недостаточную индуктивнось первички ( из-за чего и завал по низам ) и повышенную емкость намотки, из-за чего пропадают верха. Приберегу эти трансформаторы для триодов.   А тут  предстоит еще поработать…

Дополнено 17 ноября 2012.  После длительных попыток найти подходящий трансформатор для этой схемы за реальные деньги – я понял, что придется мотать самому. Тем более, что с железом есть варианты – ОСМ0,4, ОСМ0,63 и еще купленное на е-Вае ленточное сечением железа 32х50 и окном 73х30. На фото виден для сравнения ОСМ0,16.

img_5458_1

Для расчетов за основу я взял известную методику Васильченко, который фактически обобщил методики из книг Цикина и Войшвилло и сделал очень удобную для пользования программку в MS Excel.  Ее недостаток заключается в том что она не учитывает возможность применения ООС.  Другая методика дана на сайте http://andy.kis.ru/SE_triod.php, там можно ввести коррекцию на ООС.  Но все по порядку.  Сначала о рабочей точке. Отчасти для ее определения я исходил из имеющегося БП с анодным в районе 1100 В, и по анодным характериткам 813 лампы получилось, что при Ra = 10K  целевую выходную мощность в 36 ватт можно получить при положении рабочей точки в районе Ug1=-20V. Ug2=400V, Ia=100mA.

813_curves_ug2_400v_22

Прежде всего для определения минимальной индуктивности первички нужно знать величину внутреннего сопротивления лампы. К сожалению в имеющихся паспортах на лампы ГУ-13, 813 и т.п. я этих величин не нашел и определил Ri из наклона анодной характристики 813 лампы при Ug2=400V и Ug1=-20V. Получилось 80 КОм. Эта цифра неплохо коррелирует с известной рекомендацией делать для пентодов Ra=0.1 – 0.2 от Ri,  а в данном случае выбрано Ra=10К.

Определившись с рабочей точкой и Ri, я подставил имеющиеся цифры в файл от Васильченко ( взяв за основу имеющееся китайское железо ) и получил вот такой проект трансформатора:

vasilchenko

Сравним теперь эти данные со второй данной выше ссылке ( с ООС ). Многое совпадает хорошо.

toschev

Минимальная индуктивность первички – 42,5 Генри ( 46 Гн у Васильченко ), немагнитный зазор – 0,4 мм, максимальная индукция в зазоре – 7600. Однако есть существенные различия – количество витков.  И  вторая программа советует выбрать сердечник побольше… Но побольше у меня небыло и я доверился методике Васильченко.

По причине того, что я не знаю магнитных свойств имеющегося железа, и из-за того, что программа не учитывает влияние ООС, пришлось вначале сделать пробную намотку, приняв начальную магнитную проницаемость равной 400, хотя уверенности в правильности этой цифры у меня нет.  В общем на намотку пробного трансформатора ушло около 3 с лишним часов и примерно 0.5 кг медного провода. Станочек для намотки у меня уже был – купленная на е-Бэе упрощенная китайская чугунная копия древнего английского ( как выглядел оригинал можно посмотреть здесь  http://www.jharper.demon.co.uk/coilwnd2.htm ) ручного прибора – я его опишу в отдельной публикации.

winding_machineНамотал я сначала 110 витков вторички, потом сразу всю первичку – 4450 витков проводом 0,36 по меди с межслойными фторопластовыми прокладками толщиной 0.12 мм. Почему фторопласт – хотелось по возможности иметь материал с минимальной диэлектрической проницаемостью для снижения собственной емкости обмотки. Конечно, для снижения индуктивности рассеяния лучше было бы секционировать, но так как это был первый мой опыт намотки, я решил сначала все сделать максимально просто, чтобы в первую очередь решить проблему НЧ и минимальной индуктивности, и если тут все будет хорошо,  то первичку можно и перемотать, уже соблюдая все тонкости секционирования и уточнить толщину прокладок. К тому же, небыло уверенности, что все войдет в имеющееся окно.  Но все вошло и с запасом. И вот что  вышло.  Результат замера индуктивности первички ( тестером на 100 Гц ) –  52 Гн. После этого – включаем трансформатор в макет с 813 лампой и подаем максимальный сигнал (  15 вольт на выходе на 8 Ом при 1 КГц ) – получаем вот такую АЧХ:813

Как видим – по НЧ – полный порядок, даже при полной выходной мощности имеем аж 17 Гц на уровне минус 3 дБ от 1КГц.  Хорошее железо мне попалось на еБае !  А вот по высоким, к сожалению картина получилась заметно хуже целевых минус 3 дБ на 20 КГц – фактически минус 7 дБ.   Отсюда ясно, что делать – первичку перематываем оставляя прежним количество витков, только делим ее на две части и между ними – вторую часть вторички, тоже 110 витков, которые включим параллельно. И для снижения собственной емкости прокладки между слоями первички можно увеличить – места осталось в окне предостаточно.

Вот перемотал трансформатор. Получилось две секции – одна 2350 витков, другая 1650, в сумме 4000 витков первички, между ними вторя часть вторички.   Индуктивность на 100 Гц – 45 Генри. Индуктивность рассеяния, измеренная тем же тестером – 90 мГн.  Поставил его в макет – АЧХ получилась вот такая:

813_d0b0d187d185_d0bcd0bed0b91

trans_namotka

img_5513_2_trans

То есть на уровне минус три дБ полоса от 15 Гц до 32 КГц.  Однако –  когда я посмотрел на осциллографе уровень искажений на НЧ – мне стало плохо… Уже 50 Гц при превышении 16 ватт на выходе имеют не очень симпатичный вид, а про 30 Гц я вообще не говорю…  Что-то не так в рассчетах, начинаю все с начала…  Пришлось “углупиться” в литературу и чтобы разобраться, где-же кроется ошибка –  перелопатить массу сочинений на эту тему.  Прочитал следующие перво- и неперво- источники:

1.  Цыкин Г.С. “Трансформаторы низкой частоты”, 1955, гл 13 – 15.     http://www.zzxm.narod.ru/CYK/TR/g14.djvu.

2.  Г.В.Войшвилло “Усилители низкой частоты на электронных лампах”, 1959 год. Стр. 559 -593. http://www.zzxm.narod.ru/VOY/v_522_603.djvu

3.  Васильченко Е.В.  http://spbaudio.narod.ru/kazan.htm

4. Д. Андронников. Выходной трансформатор. Почти просто, но недешево.  http://vt-tech.eu/ru/articles/lamps/53-otputtrans.html

5. Valve Hart  http://www.valveheart-bg.com/theory/transformer.html

6.  Программа Андрея Тощева  http://andy.kis.ru/mytrans0.php

7.  Кризе С. Расчет выходных трансформаторов.

8.  Зинин Ю. Определение длины воздушного зазора в трансформаторах и дросселях  http://kit-e.ru/articles/powerel/2009_05_82.php

Предполагаю, что я сделал ошибку в самом начале – в выборе магнитопровода. Однако должен сказать, что в монографиях Войшвилло [2]  и Цыкина [1] за обилием формул мне пока трудно разглядеть ясный алгорим, как этой сделать. В статье Васильченко, хотя вроде и говорится об SE,  таблица выбора значения максимальной индукции Bm в зависимости от выходной мощности приведена для двухтактного трансформатора. Вот тут я и уехал в сторону с расчетами по Васильченко.  В ссылке  [4] дано ясное объяснение, что в случае однотактного каскада в расчетные формулы количества витков первичной обмотки необходимо подставлять значение В = Bmax/2  а также дана простая методика экспериментального определения Bmax для имеющегося сердечника.  Старые первоисточники, такие как  Кризе ( и отчасти Малинин ) дают формулу для выбора сердечника c применением констуктивной постоянной А  ( похоже, эта же формула используется и программе  [6] )

A*P = Qo*Qc                                                                                                             (1)

Что интересно, если пользоваться данными этой формулы, то по Кризе получается, что имеющийся у меня сердечник ( а у него площать стали 16, а площадь окна – 24  ) вроде бы для пентода с ООС подходит… Ведь произведение Qo*Qc у меня получается 24 * 16 = 384. Делим 384 на А=10( конструктивная постоянная для пентода с ООС ) , получается 38,4 ватта…. Но как бы не так… Может устарели эти формулы ?  В те времена  Fn в 70 Гц был пределом мечтаний инженера… Или пользоваться ими надо более внимательно ?  Ну ладно, позже разберемся. А пока – вот что зато я нашел в инете  – ссылка [5] дает простую эмпирическую формулу для выбора сечения магнитопровода для однотакного трансформатора исходя из требуемой выходной мощности   Qc = 4 * SQRT ( Pout ). Выходная мощность в Вт, сечение – в кв. сантиметрах. Эту формулу можно считать частным случаем формулы (1) , где принято Qo=Qc и А=16.   В подтверждение правильности этой формулы –  уже экспериментальные данные – из моего намотанного трансформатора сечением 16 кв.см de facto не удалось выжать на НЧ больше 16 ватт на выходе…а это – точное совпадение с приведенной простой формулой. Но тогда мне для 36 ватт на выходе нужен сердечник сечением 4*SQRT( 36 ) = 24 кв см.  Кстати, программа Андрея Тощева [6] дает примерно такой же результат. Вот оно как… Тогда ищем ОСМ 0.63 – если верить интернету, он имеет сечение 25 кв.см. А верить можно не всегда – у меня например, есть дома киловаттный ОСМ1.0, и я знаю, что его сечение магнитопровода 50х80 ( два сложенных вместе 50х40 ) и окно примерно 92х30 – но чего только про него я прочитал в русском инете ! До одного киловатта у меня все кроме 0.63 дома есть – собираюсь обобщить все данные по ОСМ и выложить как справочные данные.
А пока я жду заказанное железо, мне не дает покоя запутанность вопроса по выбору сердечника. Должно быть простое решение. Давайте задумаемся, а отчего все так сложно с расчетами трансформаторного железа ? Как мне кажется, вся петрушка из-за того, что в переменном магнитном поле зависимость В от Н нелинейна и величина магнитной проницаемости ( мю ) очень сильно зависит от В и от наличия-отсутствия постоянного подмагничивания ( которое, в свою очередь, зависит от силы тока через сердечник и величины немагнитного зазора ), что в общем сильно усложняет ( правильнее сказать – делает его невозможным ) аналитический подход к вычислениям и приводит к необходимости вести расчеты на основании эмпирических графиков зависимости мю от В и ампервитков. Но выход есть ! Если почитать упомянутые выше статьи Васильченко и Войшвилло более внимательно, то мы можем обнаружить один интересный факт – в расчет количества витков первички трансформатора магнитная проницаемость не входит ! ( Правда, Васильченко пишет, что это верно только для двухтакта. В общем, мне так кажется, это верно и для однотакта, просто потом нужна коррекция полученного результата с учетом снижения мю от введения зазора, но об этом позже… ) Вот это и надо попробовать использовать, чтобы на первом этапе расчетов не углубляться в тонкости. Но для этого нам понадобится знать напряженность магнитного поля Н, которую по сути можно вычислить через величину тока Im через обмотку, что сделать должно быть несравненно проще. Посмотрите на странице 562 по ссылке [2] формулу 8.307 и вытекающую из нее формулу для индуктивности

L = Bm/Im * W1 * Qc * 10E(-8) (2)

Из этого уравнения, решая его относительно Qc можно получить формулу расчета сечения магнитопровода из уже известных уже величин. Например – Bm магнитопровода можно измерить, Lmin вычисляется по известным формулам из Ra, амплитудный ток Im можно получить из выбранной нагрузочной линии из анодных характеристик выходной лампы. Но есть ложка дегтя. Количество витков первички W1. Его мы не знаем до того момента, пока мы не выбрали сердечник. Но подождите огорчаться. Хотя мы и снова пришли к необходимости проведения итераций ( или говоря попроще – подгонки ), но теперь не надо влезать в дебри зависимостей мю от ампервитков, и выбор сердечника сводится к подгонке компромиссного соотношения количества витков к размеру сердечника. Я попробовал посчитать все это для моего случая с 813 лампой. Ток Im я взял с нагрузочной линии, которая есть в данной статье выше – 0.2 А, Lmin по Войшвилло 46 Гн, Bm я выбрал равное 8000 ( вот в данном случае, даже для однотакта, надо брать именно Вm, а не его половину ! ), Получилось что Qc при W1 = 4500 должно быть 25 кв. сантиметов. При W1 = 4000 получается 28 кв.см, а при W1=5000, соответственно – 22 кв.см. т.е получилось неплохое совпадение со сделанными ранее расчетами Qc по [4] , [5] и [6]. Главное, что мне нравится, что теперь в формулу расчета сечения магнитопровода наконец входит Im а не только Io и, например, становится понятно, почему для однотакта на 6С33С надо брать магнитопровод с относительно бОльшим сечением, чем для более высокоомных ламп с тем же током покоя Io ( хотя казалось бы для 6С33С и не нужна большая индуктивность первички ), так как для 6C33C величина амплитудного тока Im может быть очень большой, если не работать, конечно с очень большими Альфа=Ra/Ri. Но мы как бы забыли о немагнитном зазоре. Нет, не забыли. Вообще-то, для однотактных каскадов со значительными токами покоя сопротивлением самого магнитопровода можно принебречь по сравнению с немагнитным зазором, и для того, чтобы избежать проблем с передачей НЧ нужно лишь позаботиться о сохранении расчетной величины минимальной индуктивности первички. Все, что для этого нужно, это посмотреть в справочнике кривые зависимости начальной магнитной проницаемости от произведения индуктивности на силу постоянного тока покоя в квадрате ( LIo)2.
d0b7d0b0d0b2d0b8d181d0b8d0bcd0bed181d182d18c_d0bcd18e_d0bed182_li2
После этого остается подкорректировать выбранное ранее количество витков, но теперь уже с учетом мю начального и выбранного зазора. Второй вариант как сохранить величину Lmin на том же уровне – увеличить выбранное вначале сечечение магнитопровода. Есть и третий вариант действий ! Ввести ООС – и тогда просто снизится Lmin и тогда количество витков + сечение магнитопровода можно оставить теми же и получить тот же Fn. Сейчас вот работаю над этим алгоритмом в виде программы. У меня отпуск с 30 по 7-е, вот и будет достаточно времени изучить литературу потщательнее. А после отпуска – за эксперименты, может и железо уже подъедет и можно будет проверить свои “теоретические изыская” практикой.

Продолжение следует.  В нем я расскажу, об успехах в намотке трансформатора и в каком корпусе я задумал разместить этот усилитель. Что-то очень длинная получается публикация. Со временем ту часть, что по расчетам выходного трансформатора вынесу в отдельную тему. Верю, что это будет интересно многим.

Дополнено 2 апреля 2013 года. Достать нужного качества железо нужных размеров оказалось делом непростым. На этом пока все застопорилось. Но только пока. Даст Бог, снова возьмусь.
*****************************************************************************