Transformátory pro zesilovače PPP
Petr Hodis (Jeff)

     Nevýhodou všech elektronkových zesilovačů je nutnost potřeby většího množství železa a mědi potřebného pro jejich provoz, tedy transformátorů. Poměrně velké transformátory pro napájecí zdroje - síťové a pro převod vysokoohmového výstupu zesilovače - výstupní. Výpočet síťových transformátorů je dostatečně známý a publikovaný v literatuře i na webu, proto jej nebudu popisovat.

     Na síťových transformátorech pro elektronky je nutné dodržet jen zásady vyplývající ze značných elektrických potenciálů mezi jednotlivými vinutími, proto je třeba prokládat zesílenou izolací nejen primární vinutí od sekundárních, ale VŠECHNA vinutí mezi sebou!
Jako izolace mezi vinutími použijte transformátorový papír 0,05 mm 3x, nebo 0,1 mm 2x, plátno 0,1 mm 2x, případně styroflex 0,05 mm 2x. Izolací 0,05 mm je nutno 1x prokládat každou vrstvu vinutí a na krajích cívky dbát, aby se drát nedostal do předchozích vrstev!
Mezi primární a první sekundární vinutí by se měl navinout jeden závit měděné folie 0,005 mm a spojit se zemí. Pořadí vinutí od středu cívky jsou 1) primární vinutí 2), anodová vinutí, 3) pomocná vinutí, např. pro záporné předpětí, 4) žhavicí vinutí. Žhavicí vinutí je proudově více namáháno, proto je dobré jej kvůli chlazení umístit až na konec.
Na začátky a konce vinutí, stejně tak i na odbočky navléknout vhodnou bužírku, nejlépe silikonovou, nebo textilní a řádně ji upevnit uvnitř cívky. Při výrobě transformátoru je dobré si uvědomit, že bude pracovat se životu nebezpečným napětím, na sekundáru podle typu použitých elektronek vyšším , než síťovým, proto je na místě dodržet doporučené typy izolací a hlavně pečlivost při práci. Výstupní transformátor je na výrobu jednodušší, ale i zde platí dodržování zásad, jako u síťového. V literatuře je mnoho různých postupů pro výpočet výstupních a převodních transformátorů, jeden z nich zde popíšu.

     Určení základních parametrů
     Podle elektronek, které jsme se rozhodli použít zjistíme jejich zatěžovací odpor Raa, ze kterého budeme dosazovat do vzorce jeho čtvrtinu (Raa/4). Zvolíme-li koncové elektronky EL 84, bude Raa/4 8000 : 4 = 2000ohm. Velikost jádra určíme ze vzorce:

Dosadíme pro EL 84 Nmax 17W, fp 25Hz, vyjde SžSv 67,5 cm4. Z tabulky 1 nebo 2 určíme odpovídající typ jádra.

Tab. 1. Transformátorová jádra typu EI

Tab. 2. Transformátorová jádra typu M

     Odpovídající typ jádra pro SžSv 67,5 cm4, bude Sž 10,2cm2, což je jádro EI 32 x 32. Protože nevíme, jak kvalitní jádro bude k dispozici, zvolili jsme velikost nejblíže vyšší od výpočtu. Dále si vypočítáme počet závitů, v našem případě pro zapojení PPP celkový.

     Po dosazení vyšlo n1 1596z, tedy po zaokrouhlení 2 x 800z. Pro zvolenou proudovou hustotu má každé vinutí vlastní odpor r1, r2, který tvoří m % z Raa, nebo Rz , při čemž platí :

     Poměrný odpor m nemá překročit hodnotu 3 až 4 % , protože představuje ztrátu výstupního výkonu. Při překročení je lépe volit menší proudovou hustotu. Při dosazení do vzorce našimi údaji vychází m 4,2%. Jisté překročení to je, ale neřešil bych je. Počet závitů na sekundárním vinutí vypočítáme z následujícího vzorce. Rz 4 ohmy :

Pro Rz 4 ohmy má n2 75závitů. Průřez drátu primárního a sekundárního vinutí q1 a q2 bude :

       Po dosazení má q1 0,061 mm2, podle tabulky 3 jmenovitý průměr 0,28 mm a q2 1,37 mm2, jmenovitý průměr 1,3 mm. Praktické provedení je následovné. Začne se vinout první polovina primárního vinutí. Na 762 závitu se provede odbočka a pokračuje se sekundárním vinutím. Po 38 závitech se vyvede odbočka, střed vinutí. Pokračuje se 38 závity sekundáru a nakonec 762 závitů primáru.
To platí pro zatěžovací impedanci 4 ohmy. Pro jiný zatěžovací odpor se musí do vzorců dosadit odpovídající údaje a odpočítat příslušný počet závitů, aby celkový počet zůstal 2 x 800.
Uvedená varianta platí pro dvě elektronky EL 84. Zapojit se dají i paralelně dvě a dvě, nebo použít jiné koncové, jaké má kdo k dispozici a parametry jim přizpůsobit.
Např. EL 81 mají Raa jen 2500 ohmů, což je Raa/4 625 ohmů a anodové napětí jen 200V, výstupní výkon Nmax 20W. O materiálu jádra se píše dost podrobně na hlava.webpark.cz. Plechy mají mít vysoký obsah křemíku a sílu 0,35 mm. Plechy EI 40 by se daly vzít z vraku starého zesilovače např. Studio solo 130, Studio bass, Music 70, nebo 130, z koncových zesilovačů rozhlasových ústředen apod. Použijí-li se plechy síťové 0,5 mm zesilovač bude také fungovat, ale na vyšších frekvencích bude znatelný pokles úrovně signálu, což se dá vykompenzovat, ale to už představuje ztrátu kvality.
Příště pošlu praktické zapojení zesilovače a napájecího zdroje.

Tab. 3. průměry a průřezy smaltovaných drátů.

Poslal: Petr Hodis ( Jeff )