Выходной трансформатор для 6п3с двухтактный своими руками

Собрать выходной трансформатор для 6П14П своими руками – заветная мечта большинства радиолюбителей, желающих получить на выходе лампового усилителя высококачественный звук.

Требования к трансформаторному изделию

Для того чтобы собрать выходной трансформатор своими руками – в первую очередь потребуется разобраться в следующих вопросах технического характера:

• По какой схеме будет включаться данный трансформатор.
• Какую звуковую мощность планируется получить на выходе усилителя с его помощью.
• Какими должны быть намоточные характеристики этого устройства.

Важно! Лишь при условии правильного выбора всех перечисленных выше параметров удастся сконструировать высококлассный усилитель с прекрасными характеристиками звучания во всем диапазоне частот.

Рассмотрим каждое из условий получения качественного усиления более подробно.

Схема включения

Для самостоятельного изготовления усилителя на пентодах 6П14П сначала следует подобрать подходящую схему, что при наличии Интернета сделать очень просто. Для этого достаточно набрать в поисковой строке соответствующий запрос и выбрать наиболее понравившееся схемное решение. При этом важно определиться с тем, по какому варианту предполагается делать выходной узел усилителя: на одной или на двух лампах (одно- или двухтактный режим).

Дополнительная информация: Для получения качественного и неискаженного звучания предпочтение следует отдать второму варианту (так называемому «двухтакту»).

При этом исполнении подойдет размещенная слева схема (в нее для удобства включены предварительный каскад на двойном триоде 6Н2П и блок питания с силовым трансформатором Т2).

Выходная мощность

Выходная мощность для рассматриваемой схемы может колебаться в диапазоне от 12-ти до 25-ти Ватт (при сопротивлении нагрузки 4 Ома).

Обратите внимание! В режиме максимальной мощности коэффициент искажений в этом случае составит не более 5%, а выходное напряжение на обмотке звукового преобразователя – порядка одного вольта.

Вторичную обмотку двухтактного устройства для получения оптимальной мощности удобнее рассчитывать на то количество витков, которое соответствует комплексному сопротивлению подключаемого динамика (4 или 8 Ом).

Основные характеристики

Перед тем как намотать выходной трансформатор для 6П14П следует более подробно ознакомиться с его конструкцией, имеющей следующие характеристики:

• В состав преобразователя входят две обмотки, представляющие его первичную и вторичную многосекционные катушки.
• Трансформатор для лампового устройства наматывается на сердечнике Ш30.
• Толщина набора его пластин составлять 36 мм.

Для размещения обеих катушек выходного трансформатора под двухтакт на 6П14П размеры его рабочего окна необходимо выбрать не менее чем 60 на 30мм.

При таких конструктивных данных преобразователя его намоточные параметры принимают вполне конкретные значения, которые рассматриваются в следующем разделе.

Намоточные характеристики выходного трансформатора

Для того чтобы намотать выходной трансформатор для двухтактного усилителя на 6П14П потребуется изготовить двойной каркас, искусственно разделенный специальной перегородкой.

Расположение намоточных секций на каркасе трансформатора для ламп 6П14П, а также схема подключения первичной и вторичной обмоток изображены на фото.

Каркас первичной обмотки имеет шесть одинаковых по размеру секций, каждая из которых содержит по 300 витков. Вторичная катушка поделена на 4 отделения, содержащие по 44 витка.

Последовательность намотки

Последовательность их намотки своими руками выглядит так:

• В первую очередь наматываются витки в секциях каркаса, обозначенных на фото номерами 1,8,2,7,3.
• После этого частично намотанная конструкция снимается со станка и разворачивается на 180 градусов.
• На следующем этапе работ продолжается намотка оставшихся секций, пронумерованных цифрами 4,9,5,10,6.

Все отделения первичной обмотки выходного трансформатора для лампового усилителя на 6П14П соединяются между собой по последовательной схеме. В отличие от нее вторичная катушка состоит из двух половинок, включенных последовательно, каждая из которых содержит в своем составе две параллельно подсоединенные секции.

Дополнительная информация: Благодаря такому способу формирования катушек трансформаторное устройство обеспечивает оптимальные передаточные характеристики каскада.

Последнее означает, что при секционном построении вторичной обмотки упрощается ее согласование с нагрузками различной величины.

Кроме того, данный подход к намотке катушек своими руками позволяет получить симметричную схему с малым коэффициентом индуктивного рассеяния. Благодаря этому собранный каскад отличается прекрасными АЧХ и ФЧХ характеристиками.

Параметры трансформатора питания

Для того чтобы изготовить трансформатор питания для лампового усилителя 6П14П потребуется воспользоваться магнитопроводом на основе электротехнической стали Ш-40, имеющей толщину набора в 50 мм. Намоточные параметры преобразовательного устройства выглядят следующим образом:

• В первичной (сетевой) обмотке должно иметься 430 витков медного провода в изоляции ПЭЛ 0,8.
• Его вторичную катушку следует наматывать проводом ПЭЛ-0,31, число витков которого должно быть не менее 400 (от нее питается выпрямитель, обеспечивающий получение анодных напряжений для ламп).
• В обмотке накальной цепи двойного триода 6Н2П (б-б) необходимо намотать 11 витков провода ПЭЛ-1.0.

Питающие обмотки, работающие на цепи накала ламп L4 и L5 (в-в), имеют по 13,5 витков провода ПЭЛ 1,0. По завершении сборки силового блока полный комплект электротехнических устройств будет готов к установке в рабочую схему.

При выполнении всех обозначенных в статье требований удается получить качественный выходной трансформатор для ламп 6П14П, гарантирующий надежную работу двухтактного усилительного каскада.

Предлагаю радиолюбителям попробовать свои силы в давно забытой области – сборке лампового усилителя (выходной каскад работает в режиме А). Важным аргументом в пользу таких усилителей приведу цитату из журнала «Радио» лучшие образцы цифровых усилителей фирмы Yamaha приближаются по качеству к ламповым.

Какие же плюсы и минусы у ламповых усилителей? Основной недостаток – это сложности с изготовлением трансформаторов. Да, они имеют много обмоток и их тяжело мотать. Но больше ничего трудного в изготовлении лампового усилителя нет. Достаточно посмотреть на его схему, чтобы понять, что по сравнению с аналогичным го параметрам транзисторным усилителем – это просто детское по сложности устройство.

Кроме того, при случайных перегрузках в транзисторном усилителе по входному напряжению, как правила, горят выходные транзисторы, а если не сработает защита, то и громкоговорители в акустических системах (даже если использовать в усилителе микросхему Philips TDA1514A).

Еще одна интересная деталь. Я использую собранный на триодах 6Н6П усилитель мощностью 2×10Вт, работающий в режиме А. Так вот он по звуковой отдаче мало чем уступает «Фениксу-008» мощностью 2×50Вт. И хоть это восприятие субъективное, но все, же фактом является то, что у лампового усилителя скорость нарастания выходного напряжения немного больше, нему транзисторного.

Кроме того, он немного лучше передает так называемые «оттенки» обертоны звукового сигнала. Одним словом, если вы за стопроцентную надежность и за достоверную передачу звука, то закатывайте рукава и принимайтесь за работу. Я не хотел разрабатывать схему предварительного усилителя на лампах (регуляторов тембра, громкости, стереобаланса).

Как правило, регуляторы тембра строятся по мостовой схеме, которые, по моему наблюдению, при подъеме крайних частот НЧ, ВЧ искажают сигнал средней части диапазона 500-1500 Гц, которая несет наибольшую информацию. И поэтому я рекомендовал бы радиолюбителям схемы предварительных усилителей на микросхемах.

При не очень больших требованиях для этого можно использовать радиоконструктор «Старт 7173». Лучшие результаты можно получить, применив микросхему Philips TDAI524A, поставив перед нею эмиттерный повторитель, так как при максимальной громкости ее входное сопротивление понижается до 10 кОм.

Я использую предварительный усилитель унч по схеме Тарасова. Он прекрасно работает с лазерным проигрывателем «Эстония- 001С», но к сожалению, его схема довольно громоздка: 8 микросхем и 16 транзисторов. Есть также много дефицитных деталей. При использовании в предварительном усилителе микросхему TDA1524A желательно перед ней поставить эмиттерный повторитель на транзисторе, так как при максимальной громкости входное сопротивление микросхемы снижается до 10 кОм.

1. Для схемы с фиксированным смещением. Номинальная выходная мощность на соответствующей нагрузке (при разном количестве ламп в выходном каскаде):

• 26 Вт на 8 Ом (2 лампы);
• 44 Вт на 4 Ом (4 лампы);
• 58 Вт на 2 Ом (6 ламп).
• Глубина обратной связи: 10,5 дБ.
• Диапазон усиливаемых частот: 20 Гц-20 кГц.
• Неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ): -2 дБ на 20 Гц, -0,9 дБ на 20 кГц.
• Потребляемая мощность:
• 88 Вт (2 лампы);
• 132 Вт (4 лампы);
• 180 Вт (6 ламп).
• Номинальное выходное напряжение 350мВ.

2. Для схемы с автоматическим смещением

• Номинальная выходная мощность:
• 22 Вт на 8 Ом (2 лампы);
• 33 ВТ на 4 Ом (4 лампы);
• 50 Вт на 2 Ом (6 ламп).
• Неравномерность АЧХ: -0.9дБ на 20Гц, -0.9дБ но 20кГц.

Электрическая принципиальная схема одного лампового усилителя мощности показан на рис.1, а нумерация выводов на ламповых панелях на рис.2 (вид снизу). Блок питания лампового усилителя показан на рис 3. Никакой сложности он не представляет, хотя в его силовом трансформаторе имеется довольно много обмоток.

Схема показана для варианта абсолютно автономного питания каналов и выполнена на трансформаторе ТС-250.

Если выполнять усилитель на лампах по схеме с автоматическим смещением, то необходимость в обмотках 8-9 и 20-21 отпадает. Можно совместить и питание для двух каналов. Для этого необходимо помотать только обмотки от 1-2 до 14-15. Токи, на которые должен быть подобран провод, а также напряжения не ненагруженных обмоток приведены в таблице.

Токи для обмоток 10-11 и 12-13 доны для варианта усилителя с 4-мя лампами 6ПЗС в оконечном каскаде. Кроме этого, при совмещенном питании экранных сеток выходных ламп необходимо организовывать по схеме рис.4, о напряжение смещения. Если к каждому из канальных усилителей следует подводить по схеме рис.5. При выполнении усилителя по схеме с автоматическим смещением помп выходного каскада нет необходимости мотать обмотку 8-9 (см. рис.3).

Соответственно не нужны все остальные элементы схемы смещения: V3, СЗ, R3, С4 (рис.3); R27, R28, R29 (рис.1). Резисторы R12, R21, R14, R22 подсоединяются к общему проводу (к корпусу). Вместо резисторов R15, R23, R16, R24 51 Ом необходимо установить резисторы сопротивлением (430-510) Ом мощностью 2 Вт.

Выходной ламповый трансформатор

В качестве выходного трансформатора использован промышленный трансформатор типа ОСМ-0.1УЗ (железо ШЛ 2,5×84 см, Qс=2,5х4-10см²). Схема расположения обмоток на каркасе показана на рис.6. К анодам ламп подсоединяются выводы трансформатора 1К и 6H. В анодной обмотке имеется 6 секций. Каждая секция намотана рядовой намоткой (виток к витку) и должно уместиться в два слоя.

При намотке необходимо обратить внимание на то, чтобы начала одной секции (например 1Н) было с одного края, а начала следующей секции (например 2Н) с другого края каркаса. В таком случае секции легче соединять. Количество витков в секции 437, диаметр провода 0,27 мм. В итоге при последовательном соединении секций между выводами +Ео и Al, А2 трансформатора Т (рис 1) получаем две полуобмотки по 1311 витков в каждой.

Выходная обмотка имеет 5 секций по 85 витков провода диаметром 0,35 мм. Hачала секций расположены с одного края каркаса (на рис.6 с левого), а концы с другого края. Каждая секция наматывается в ряд одним слоем. Если радиолюбители хотят получить другое выходное сопротивление усилителя, то необходимо изменить количество витков выходной обмотки выходного трансформатора.

Например, для рис.1 (4 выходных лампы, фиксированное смешение) номинальное выходное сопротивление составляет 4 Ома. Поэтому для получения необходимого выходного сопротивления усилителя (Zвых) необходимо количество витков секции умножить (при большем, чем 4 Ома сопротивлении) или поделить (при меньшем сопротивлении) на √Zвых/4 Ом раз. Значит, чтобы получить для рис.1 выходное сопротивление 8 Ом, необходимо количество витков секции умножить на √8/4. В результате получим 85√2=120 витков. Сечение провода для выходной обмотки необходимо выбрать из табл.1.4.

S8Ом=S4Ом/√2=0,057см²/1,41=0,04см²

Для выходного сопротивления 8 Ом находим в табл.1.4 по площади сечения 004 см² диаметр провода 0,23 мм. Обращаю внимание радиолюбителей на то, что простой ламповый усилитель своими руками, в отличие от транзисторного, имеет ту особенность, что он выдает максимальную мощность на определенном (номинальном) сопротивлении нагрузки. При сопротивлении нагрузки больше или меньше номинального, мощность падает.

Конструкция и детали усилителя на лампах

Для изготовления усилителя в зависимости от размеров трансформаторов, количество ламп и конденсаторов изготовляют П-образное шасси (но таких когда-то делали старые ламповые радиоприемники). Материалом может служить алюминиевый, дюралевый или оцинкованный лист.

Выходные лампы желательно разместить над отверстиями с диаметром большим, чем сама лампа, чтобы воздух с подвала шасси свободно поднимался вверх вокруг лампы. Использовать шасси в качестве общего провод недопустимо. Последний выполняется луженным медным проводом диаметром 0,9-1,0 мм, заземляется в одной точке около блока питания, дальше протягивается с нижней стороны шасси параллельно верхней крышке и крепится к шасси с помощью изоляционного материала.

1- лампы выходного каскада
2,3- силовые трансформаторы
4- выходные трансформаторы
5- лампы предварительных каскадов
6- электрические конденсаторы

От точки заземления общий провод ведут к лампам выходного каскада, к выходным трансформатором, а потом уже к лампам предварительного каскада и к входному гнезду. Желательный вариант размещение силовых (силового) и выходных трансформаторов показан на рис.7 (вид сверху). Силовые трансформаторы (трансформатор) выбирают согласно выше приведенных технических данных и из данных таблицы.

Для схемы, изображенной на рис.1, требуется один силовой трансформатор ТС-250, два ТС-180 или с натяжкой подойдут два ТС-100. Если довольствоваться мощностью 26 Вт на канал и восемью выходными лампами, то для питания подойдет один трансформатор ТС-180.

Перед намоткой трансформатора (например, ТС-180) его следует подключить к электросети и замерить напряжение на вторичных обмотках, чтобы потом, размотав одну из них, посчитать количество витков в ней и, разделив их на напряжение в ней, вычислить количество витков на вольт (число постоянное для данного трансформатора).

Количество витков в остальных обмотках получают, взяв из таблицы напряжение обмотки и умножив его на количество витков на вольт. Диаметр провода обмотки определяют по току из таблицы нашей статьи и табл. 1.4

Перед размоткой трансформаторов серии ТС необходимо сначала разобрать хомуты крепления, потом, зажав один конец железного сердечника в тисках через картонные прокладки, резко ударяют молотком по куску фанеры или дерева, приложенному к другому (не зажатому) концу сердечника.

Таким образом, сердечник распадется на две части. Затем нужно размотать обмотки, размещенные на двух каркасах, оставив экранную и сетевую. Если экранной обмотки нет, то ее необходимо намотать одним слоем виток к витку. Один конец этой обмотки следует обрезать без вывода наружу и заизолировать.

Изоляция обмоток между слоями может выполняться слоем диаграммой бумаги (рулонной) или другой. Изоляция между обмотками (секциями) в выходных трансформаторах состоит из трех слоев снизу и сверху по слою бумаги, а между ними слой лакоткани. Изоляция может быть «сухой», т.е. не пропитываться, если самодельный усилитель будет эксплуатироваться в сухих помещениях без резких изменений температуры.

Если же предвидится эксплуатация в холодных, влажных помещениях, то в таком случае каркасы с обмотками трансформаторов провариваются в парафине. Обратите внимание на то, что изоляция между сетевой обмоткой и экранной, а также между экранной обмоткой и повышающей должна быть надежной, потому что экранная обмотка соединяется с общим проводом (массой).

Применяемые детали в ламповом усилителе:

По рис.1: R11, R13, R19, R20 10-15кОм, 0,25-1Вт; R12, R14, R21, R22 390-470кОм, 0,25-1Вт; Rl7, R18, R25, R26 510 Ом-1 кОм, 2Вт; R15, R16, R23, R24 10-51 Ом, 2Вт. Тип резисторов любой: С2, С4 К50-12, К50-7, К50-27 (могут быть и по 100 мкФ); С1 – КМ-5, КМ-6; СЗ – К73-17 на 400В и С5, С7, С7 – К73-17 на 250В (от современных цветных телевизоров).

По рис.3: S1-S3 – тумблеры П2Т-7, П2Т-21, П2Т-3; V1, V4 – КЦ402А, КЦ404А, КЦ405А, КД209Б (4шт); V3, V6 – КЦ405Г или 4 диода с обратным напряжением не менее 200В; R1, R2, R6, R7 – С5- 37-6 (фильтр питания цветных телевизоров серии 3УСKT, 4УСKT); С1, С2, С6, С7 – К50-7, К50-27; СЗ, С4, С8, С9 –могут быть любые и большей емкости, на напряжение не менее 100В.

Настройка лампового усилителя

При схеме с фиксированным смещением настройка сводится:
1) К подбору такого напряжения с помощью R3, R8 (рис.3) и R29 (рис.1), чтобы мощность рассеяний на аноде выходной лампы не превышала 15Вт, т.е. чтобы анодный ток (через R15, R16, R23, R24) не превышал 15Вт/400В-37,5мА. Соответственно напряжение на катодах ламп (ножка 8) при отсутствии входного сигнала не должна превышать 51Ом×0,0375A=1,91В.

Токи ламп могут несколько отличаться, поэтому лампы в плечи необходимо подбирать с приблизительно одинаковыми токами. Кроме того, для предупреждения намагничения выходного трансформатора необходимо, чтобы сумма токов ламп одного плеча
(VL3, V14) равнялась сумме токов другого плеча (VL5, VL6).

Перед пробным включением необходимо нагрузить выходы каналов резисторами типа ПЕ-50, равными номинальному выходному сопротивлению усилителя, или мощными громкоговорителями. Включают тумблер S1 и прогревают лампы. Приблизительно через 45-60 сек. включают тумблер анодного питания одного из каналов (например, S2) и тут же его выключают.

Если во время включения S2 выходной трансформатор сильно «загудит» или загудит громкоговоритель, если он подсоединен вместо резистора, то необходимо выключить S1 и перепаять концы выходного трансформатора: тот, который «сидел» на массе, снять и на его место припаять другой тот, к которому подсоединено обратная связь. На этом настройка заканчивается.

Читайте также статьи: Изготавливаем усилитель своими руками