再论 输出变压器的秘密 变压器, 台湾, 文章, 秘密, 如何

EL34XP

摘自台湾音响论坛，作者LKKAUDIO
前言 : 过年前在下以”一指神功” 打了一篇 “浅谈变压器的秘密”
得到众网友热烈回响 在此十分感谢.
但由于 论坛 网站出了问题造成文章毁损 (依个人担任10多年信息部门
主管经验判断这种毁损一定是疏于定期备份以致一旦发生问题时,只好找出
数周或甚至数月前的老资料予以回复, 因此才会产生遗失近期资料的现象).
现在应多位网有友的要求将文章精简后再次刊登于网络 希望大家
共同讨论切磋.


1. 输出变压器的要求.
2. 铁心材质的选择.
3. 如何设计绕制一个优良的输出变压器.
4. SE 输出变压器 & 电源CHOKE 气隙之讨论
5. 结论

一般而言 影响输出变压器特性

1. 输出变压器的要求.
1.1 理想中的输出变压器应该是 全频段, 无损耗无衰减
无限大的初级阻抗, 无磁漏,无铁损,无极间电容,无直流阻抗
当然这种 输出变压器 永远不会出现于现实世界 只能尽力
往此一方向迈进.

1.2 那么要如何趋近此一目标呢 ---
1.2.1. 使用高导磁率的方向性铁心材质 更薄铁心也有助于降低铁损.
1.2.2. 减少-- 泄漏电感(leakage inductance) 再者就是级际电容
前者将不但严重衰减高频甚至低频也破坏 后者会衰减高频.
1.2.3 使用正厂 高纯度漆包线.
1.2.4 正确的设计外加高超的绕线技巧.

以下就将针对上述问题一一加以讨论.

2. 铁心材质的选择.

2.1 一般制造输出变压器都是使用 方向性 硅钢片或 镍合金 型状又分为
EI EE ㄇㄇ C-CORE R-CORE 后两者由于制造时必须使用
很薄的铁心才能卷绕成型 再切割研磨 故必须使用较高等级之材料
故效率极高且磁漏铁损都低可说是最适当的OPT材料 .
R-CORE 又比 C-CORE 更好 但是价格更高而且工厂,贸易商都不接
小订单.
2.2 金镍合与硅钢片之适用行与选择.
要选择不同材质之前必须要先了解磁性材料的 "磁滞曲线" 及 "初导磁率"
"最大导磁率" 等资料, 这些资料就相当于 设计管机时必备的真空管
特性曲线同等重要, 也就是说要依照 用途, 电流大小, 磁化程度,
挑选适当材料. 并不是 镍钢片一定就是好过硅钢片 如果错用材料
恶劣的音质是可以预见的.
日本 MJ 杂志有一篇有关于 TAMULA设计部 如何挑选 F7000 系列
的铁心材质及讨论各种不同比例/成份 合金之用途及音色的差异.
最后还讨论材料热处理对材质特性影响的重要性 -- 其实这点才是
各厂商的 "不传之秘"
因此也造就了所谓 "铁心音色" 的产生.


3. 如何设计绕制一个优良的输出变压器.

3.1 计 算

3.1.1 依据经厂商提供的资料概算铁心截面积大小并找出 "窗口" 尺寸
--- 可供绕线的空间.
3.1.2 决定 初级 / 次级 总共要分成几层.
3.1.3 决定 初级阻抗 / 次级阻抗 及所需要的抽头.
3.1.4 决定 变压器 高低 频宽范围 (尤其是低频截止频率部份).
3.1.5 计算 要达成低频截止频率目标所需之 初级自感量 再计算初级圈数 线径.
3.1.6 根据 初级圈数 计算次级圈数. 线径.
3.1.7 核算 线组 + 绝缘纸 + (宽容度 85%) 是否符合 "窗口" 尺寸
3.1.8 计算 Leakage Inductance 就可算出 高频截止频率是否合于设计目标.
L = [10.6 * N**2 * MLT * ( 2*S*T+H)] / [ S**2 * WL * 10**9) (h)
N: 圈数 MLT: 平均线长 H: 高度
WL: 可绕宽度 T: 绝缘材空间 S: 层数
3.1.9 如有不符正确时则需重新调整后再重新计算.

3.1.10 个人建议 一般音响用 OPT 初级阻抗不宜超过 5K, 因为 5K大约要绕
3000圈以上, 品质较容易掌握, 10K OPT 至少 5000圈以上, 因此频宽
很难作的很好, 成功率甚低.

3.2 绕 线

3.2.1 Leakage Inductance 为破坏 OPT 整体频宽最大的因素之一 其产生的
原因主要是因为 初级/次级 无法完全偶合 主要原因是出在
初级 / 次级 与铁心距离不同造成不完全偶合因此剩余下来的能量
无处消化就只好四处流窜到处破坏要解决此一问题有下最有效的
方法就是 "多层次" 绕线法 将初级 / 次级 以 "三明治" 方式间隔
排列再来可使用高效率高导磁率铁心以达成在不降低初级感量的原则
下减少圈数降低磁漏.

3.2.2 一个好的线包首重排列平整对称 漆包线张力一致, 绝对不可以发生
线圈陷落, 高低不平, 众网友以目视就可大致了解绕线者的功力.

3.2.3 应尽量减少不必要的抽头 --"简单就是美" 过多的抽头不但占用宝贵
的绕线空间, 同时由于特定的抽头不一定正好位于线包边缘, 虽然有
人使用 "螺旋绕法 " 或 "双线并绕", 但是还是不可避免破坏线包平整度
对称性故应尽量避免.

3.2.4 以实例 说明绕线排列方式

假如本 OPT 为 5层初级 夹 4层初级为例 其排列方式如下
P: 初级 S: 次级
S#1 --> P#1 --> S#2 --> P#2 --> S#3 --> P#3 --> S#4 -->P#4
--> S#5
推挽 OPT 所有 S 并连 所有 P 串连 头尾为
P-P 中心为 B+ .
　　　　　　 单端 OPT 所有 S 并连所有 P则依绕线顺序串联
头为 B+ 尾巴为 P. 　　　　

3.2.5 建议网友们使用管机时, 应选用一个能正好配合喇叭阻抗的OPT且务必
将所有的线圈纳入工作回路, 以求得最佳音质, 这也就是 为何常常发现
接上 16 OHM 抽头时,, 音乐特别迷人好听.

4. SE 输出变压器 & 电源CHOKE 气隙之讨论.

当 SE OPT 或 choke 线包绕完要装铁心时 常常就在想一个问题
到底要留多大的气隙才是合理的, 由于个人军规 CHOKE 库存种类
甚多完全不需自制CHOKE 但是 SE OPT就不同了, 非想办法解
决不可, 从手边资料来看,电源CHOKE 气隙计算大都依据材质的
汉纳曲线计算, 但是这是根据使用固定 50/60HZ AC 电源为前提而不是
输出变压器故感觉上不太合理, 照理应该再厚一些对, 那么多厚才
是最合理好听呢 ?
气隙大小会严重影响到初级电感量也就是低音的品质及整体音色
"协调性" . 高音太多会太吵, 低音不够就太干甚至于连中音都变薄了
故不可偏颇一方 .
目前个人是先计算出理论值后再测试及重要的实际试听来决定.
敢问众家高手有何看法希望大家一起讨论.

5. 结论

5.1 综合来说 -- 圈数 与 铁心 大小 应 都要采用 "适当原则" 切忌
大而无当 , 不可任意加大铁心 以求提高电感量, 殊不知 此举却
因为磁路大增, 电线变长, 反而得不偿失 .

5.2 SE OPT 应尽量安排在最适当的电流下 将铁心工作点安排在
磁滞曲线的中心位置 让 上下 都有足够的磁束来再生音乐讯号.

5.3 眼力好 有耐心 多练习 一定成功.

EL34XP

WPS299胆友的回复：可以根据选定的磁路工作点的磁通量和线圈匝数，计算出50H交流励磁电压的有效值，再根据静态屏流计算出励磁电流有效值，按计算值将励磁电压加到线圈两端并测量励磁电流，调节磁缝使励磁电流达到计算值，验算电感量是否符合设计要求，如果符合，一切就妥了，如果不符合，就要改绕线圈了。注意，此时线圈改绕使电感量的增减是按线性规律变化的，不是平方倍的关系。

锡城一胆

好贴

huynlong

这是一篇很有见地的好帖子,顶了

238

好中了

8931300

momozyh

好！