Однотактный усилитель 6С2С – 6Ф6С – 813 ( Гу-13 ) и ОППВ

Эта публикация – есть продолжение уже ранее начатой серии публикаций, посвященных построению однотактного усилителя на лампе 813 от RCA., а также по намотке выходного трансформатора под эту лампу смотрите http://klimanski.com/?p=2009 и http://klimanski.com/?p=2932.
Первоначально я пробовал на раскачке 6П6С, но ни она, ни ее зарубежные прообразы 6V6 меня по звуку не устроили, поэтому я перешел на 6Ф6С – это одна из моих любимых драйверных ламп, наравне с 6П9 и 6П15П.
В качестве первой лампы испробованы 6С2С, 6J5 в металлическом корпусе и CV1932 – это стеклянный аналог 6J5.   Однако, в процессе  работы над усилителем появилась идея сделать его полностью прямонакальным,  и драйвер сделать на лампе 4П1Л – уж очень мне она понравилась по предусилителю http://klimanski.com/?p=3083 .
Теперь о блоке питания. Сначала для макетирования я использовал БП для ГМ-70 на полупроводниках – он описан в публикации http://klimanski.com/?p=1228. Однако звуком не был удовлетворен и попробовал ОППВ, в котором не было электролитов
oppv

и так как все заметно улучшилось ( звук стал намного прозрачнее и динамичнее ) то было принято решение попробовать БП на симметричном ОППВ, тоже без электролитов.
813_oppv_simm1

Почему симметричный ОППВ ? Да потому что несимметричный, т.е. классический вариант ведет к сильному нагреву сетевого трансформатора из-за наличия постоянного подмагничивания ( на что он, трансформатор, естественно, не рассчитан ).
Дополнено 1-го сентября 2013.
Сегодня продолжил “упаковывать” усилитель в корпус. Корпусом послужил купленный в магазине деревянный ( фанерный ) сундучок черного цвета с откидывающейся крышкой и фиксаторами открытого положения. Очень удобно в монтаже. В дне пропилены прямоугольные отверстия для вентиляции – в нижней части будут расположены сетевые трансформаторы ( анодный и накальный ) и бумагомасляные кондесаторы монстроидного вида – 50 мкф на 2 Киловольта.
img_6170_23
img_6171_21
img_6173_21
Для крепления панелек ламп использованы декоративные встраиваемые потолочные светильники. О том, как закрепить панельки – тоже расскажу.

Продолжение следует.

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

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.

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