Схема подключения трансформатора в усилителе

Схема подключения трансформатора в усилителе
Схема подключения трансформатора в усилителе
Схема подключения трансформатора в усилителе
Схема подключения трансформатора в усилителе
Схема подключения трансформатора в усилителе

 

Последнее обновление 17.03.09

   

Идеи, схемы и конструкции, разработанные теоретически, но не реализованные на практике, отмечены красным цветом.

Идеи, схемы и конструкции, разработанные и реализованные на практике, отмечены зеленым цветом.

Чистая теория обозначена синим цветом.

Трансляционные усилители

Любая трансляционная сеть состоит из мощного усилителя с трансформаторным выходом и трансляционных громкоговорителей. Усилитель является наиболее сложным элементом трансляционной сети. Он должен выдерживать короткие замыкания и перегрузки по выходу. Выход должен быть гальванически развязан с цепями усилителя. Вся сеть либо полностью развязывается с другими цепями, что в случае попадания напряжения электросети не приводит к выходу из строя чего-либо и ударам током, либо ее средняя точка заземляется, что в случае попадания напряжения приводит в отключению линии предохранителями. Средняя точка может быть заземлена через дополнительную аппаратуру, которое позволяет управлять оборудованием сети с радиоузла. Цепь, образующуюся между средней точкой и землей, принято называть искусственным каналом, по которому обычно передается постоянное напряжение для работы различной автоматики.

На базе транзисторного или интегрального усилителя. В последние годы практически все бытовые полупроводниковые усилители собраны по бестрансформаторной схеме, что не позволяет их использовать в качестве трансляционных. Тем не менее такое применение возможно. Для того, чтобы бестрансформаторный усилитель мог работать на трансляционную сеть, его необходимо подключить к ней через трансформатор. В бытовых условиях проще всего установить силовой унифицированный трансформатор.

Тут есть трудности. Известно, что любой трансформатор является индуктивной нагрузкой. И в цепи обмотки будут возникать токи самоиндукции, которые могут вывести из строя выходные транзисторы. Усилитель выдает сигнал в диапазоне частот от 20гц до 20кгц, тогда как трансляционные линии, трансформаторы и прочие устройства рассчитаны на нижнюю частоту 50гц. Усилители как правило двухканальные, так что целесообразно объединить мощность двух каналов. О том, как это сделать, читайте здесь.

Мощность трансформатора должна быть в 2 раза больше номинальной мощности усилителя, иначе при большой нагрузке на сеть можно вызвать перегрузку трансформатора.

Таблица напряжений приведена здесь (берется обмотка с номинальным напряжением холостого хода на 15...25% больше выходного напряжения усилителя.   Последнее рассчитывается по формуле Uобм.= √ Pном.Rн.).

Выходными обмотками являются сетевые обмотки, которые устанавливают на 127 или 254 вольт (выходы стандартов 120 и 240в). С выходом стандарта 30 вольт дело обстоит сложнее. Можно применить схему из двух трансформаторов. Один транс стоит в усилителе и выдает 120 или 240в, а второй внешний понижающий (он выдает 30в).

Для нормальной работы оборудования нужны трансформаторы, первичные обмотки которых состоят из двух одинаковых полуобмоток, каждая из которых состоит из секции 110в и секции 17в. То есть вся первичка 110+17+17+110. Это могут быть ТАН-127/220-50, ТН-127/220-50, ТА-127/220-50, ТПП-127/220-50 всех подходящих типов, а также многие ТС и ТСА. Вторичные обмотки могут соединяться параллельно, последовательно или последовательно-параллельно, т.е любым подходящим образом. Допустимо применять трансформатор ТС-80-6, у которого первичная обмотка имеет секции 127в (63.5+63.5) и 93 (46.5+46.5), но применять можно только секцию 127в. Наличие на ней средней точки позволяет пользоваться искусственным каналом. На других трансформаторах средняя точка есть только при включении на 254в. Пример. Устройство. Трансляционный усилитель. Усилитель рассчитан на работу на нагрузку, имеющую сопротивление. 4 ом. Номинальная выходная мощность (на 4 омах). 50 Вт. Мощность требуемого трансформатора. (Pтранс). >100вт Напряжение первичных обмоток. 127 / 254в Напряжение вторичной обмотки. 16..18в (усилитель дает 14.5в) Напряжение первичной обмотки 33, 127, 254 Ток вторичной обмотки. 5.5....6а Подходящий транс. ТН-58, 59, 60, ТПП-291(обмотки должны соединяться так, чтобы напряжение было как можно ближе к 18в.) На базе лампового усилителя.

Сделать трансляционный узел на базе лампового усилителя проще, но тут тоже есть сложности.

Лучше всего применять усилитель, собранный по двухтактной схеме, работающий в классе АВ, АВ2 или В, имеющий выходной трансформатор и выдающий 20...500вт. При переделке такого усилителя в трансляционный, скорее всего, не придется париться с трансформатором.

Но в большинстве ламповых усилителей сигнал ООС снимается непосредственно с выходных клемм, для чего одна из них соединена с корпусом. Так как требуется отвязка выхода от корпуса, для ООС придется намотать отдельную обмотку. Мотать ее можно тонким проводом, так как тока в ней почти нет. И число витков можно уменьшить, уменьшив сопротивления резистора, стоящего в цепи ООС. Еще нужно убедиться, что в нормальном режиме работы напряжение на выходе соответствует одному из стандартных напряжений радиосети. Лучше это делать следующим образом.

На вход подается синусоидальный сигнал частотой 400гц. К выходу подключается нагрузка номинального сопротивления. Когда уровень искажений достигнет 10%, измеряем напряжение на выходе (действующее значение).

Если напряжение отличается от какого-либо стандартного более чем на 20%, или соответствует не тому стандарту, который хотелось-бы, лучше перемотать вторичную обмотку.

Если ламповый усилитель собран по мостовой схеме, и на выходе стоит понижающий симметрирующий автотрансформатор, то его следует заменить на трансформатор с аналогичной первичной обмоткой. Если усилитель бестрансформаторный (что редкость), то трансформатор подключается просто к выходу усилителя. Такой усилитель можно переделать в обычный трансформаторный, если это проще по каким-либо соображениям.

Громкоговорители

Для подключения колонок к радиосети используются трансформаторы. Они рассчитываются аналогичным способом, как и для полупроводниковых усилителей. Но мощность транса можно брать в 1.5 раза большую номинальной мощности (а не в 2 раза, как для усилителей).

Pтранс. = 1.5Pном.

В качестве первичных используют сетевые обмотки, выставленные на 110 или 220в (а не на 127 и 254 как для усилителей), для 30в берется обмотка 28...30в.  Вторичные обмотки рассчитываются также как для усилителей, по формулам, или таблице, приведенным здесь.

Пример. Устройство. Трансляционный громкоговоритель. Сопротивление динамика. 4 ом. Номинальная мощность динамика. 25ватт. Мощность требуемого трансформатора. (Pтранс). >37.5вт Напряжение первичных обмоток. 28, 110, 220. (для линий 120 и 240в) Напряжение вторичной обмотки. 10в. Ток вторичной обмотки. 3.8а Подходящий транс. ТН-20, ТН-7, ТПП-264       -127/220-50 Малой мощности

Как показала практика, в качестве громкоговорителей можно применять колонки от электрофонов "Аккорд", "Россия" и т.п. Эти колонки оснащены динамиками 4гд-35 или аналогичными.  Для включения в радиосеть нужно установить трансформатор в каждый громкоговоритель. При напряжении в сети 120в или 240в хорошо работают трансформаторы ТВЗ-1-6 или от радиолы "Ригонда" (с однотактным выходным каскадом). Сопротивление нагрузки может быть от 1.5ом (для 120в) и от 4ом (при 240в). Мощность, отдаваемая громкоговорителем при указанных сопротивлениях составит 10 ватт.

Все эти трансформаторы являлись нагрузкой выходной лампы, а каскад работал в режиме SE. По этой причине через трансформатор протекал анодный ток, причем одного направления. Чтобы сердечник не намагничивался, в нем установлен зазор, который в данном случае не нужен.

Трансформатор необходимо разобрать, вытащить сердечник и прокладку, после чего собрать сердечник "вперекрышку".

Это улучшит работу трансформатор, работающего без постоянного тока.

Для линии напряжением 30вольт подобрать трансформатор будет труднее, но возможно.  При нагрузке 12...16ом нормально работают трансформаторы ТВК-110-л2. Линия подключается к крайним выводам вторичной обмотки. Динамик- к ее участку, намотанному толстым проводом. В этом случае громкоговоритель отдает 6..8 ватт. Трансформатор испытывался с колонкой от электрофона "школьный". Колонка состоит из двух динамиков по 8 ом, которые я соединил последовательно. Затем трансформатор был надолго поставлен в эту колонку.

Можно также подобрать подходящий трансформатор из сетевых.

В рупорных громкоговорителях заводского производства (например 10-гр38)  установлены специальные трансформаторы. Трансформаторы имеют первичную обмотку на 30/120в (в более мощных громкоговорителях, а также в более старых имеется 240в). Впрочем, есть трансформаторы, рассчитанные на 30/120/240в (н-р от 10грд-5), которые нормально ставятся в 10-гр-38.

громкоговоритель 10ГР-38

трансформатор громкоговорителя 10ГР-38

трансформатор рупора 10ГР-Д5

трансформатор громкоговорителя 10ГР-Д5

 

Такие трансформаторы (если их где-то добыть) легко установятся в колонки и будут нормально работать с нагрузкой 8ом. Трансформатор от громкоговорителя 10гр-38 и от ГР1Е был опробован с колонкой от электрофона "школьный". Колонка состоит из двух динамиков по 8 ом, соединенных параллельно (параметры и тип колонки указаны на ее задней стенке). При нагрузке 4ом никаких неприятных явлений замечено не было.

Если нет возможности добыть готовый трансформатор, его можно намотать. Параметры приведены ниже.

Трансформатор рупорного громкоговорителя 10ГР-Д5 (сердечник Ш1827, сталь Э-330) Обмотка (наименование) Секция Провод Количество витков Витков всего Напряжение Напряжение всего Ток первичная 0-30в ПЭЛ-0.35 150 1200 30в 240в   30-120в ПЭЛ-0.21 450 90в   120-240в ПЭЛ-0.15 600 120в   вторичная 0-2.5вт ПЭЛ-0.59 19 52 3.8в (под нагрузкой 3.04в) 10.4 (под нагрузкой 8.32в) около 1а 2.5-5вт 13 2.6в (2.08в) 5-10вт 20 4в (3.2в)

В другой колонке был установлен ленточный броневой силовой трансформатор неизвестного происхождения. Он имел обмотки на 220в, 8в2а, 11в0.5а, 15в0.5а. К восьмивольтовой обмотке подключен динамик сопротивлением 4ом. Обмотка на 220в применялась при работе от 240в. Две другие обмотки соединены последовательно для работы от 30в. В обоих режимах мощность составляла 11...12вт.

В настоящее время в эту колонку поставлен трансформатор от 10ГРД-5.

Большой мощности

Подключение мощных колонок к линии выполняется при помощи внешнего трансформатора. Его первичная обмотка выставляется на 30, 110 или 220 вольт. Напряжение и токи вторичной обмотки должны соответствовать той мощности, которую надо получить и сопротивлению акустики. Мощность трансформатора должна быть в 1.5раза больше той мощности, которую надо получить. Напряжения и токи для конкретных мощностей и сопротивлений см.здесь .

Хорошо подходят трансформаторы из серий ТПП или ТС, но можно применить и ТН (их труднее подобрать). Трансформаторы ТАН применять не рекомендуется, так как в них имеются анодные обмотки, которые не нужны (но при разработке трансформатора на них рассчитывалась мощность сердечника и первичной обмотки, из-за чего габариты трансформатора увеличены).

При установке в однополосные "колонки" проблем обычно не возникает. Трансформатор желательно разместить подальше от магнитных систем динамиков. Закрепить трансформатор лучше всего болтами, пропущенными через отверстия в задней или боковой стенке корпуса колонки.

Используя стандартные акустические системы, можно сконструировать трансляционный громкоговоритель практически любой мощности.

Высоковольтные.

Громкоговоритель можно подключать и к фидерам с рабочим напряжением 340, 480, 680 или 960 вольт. Правда, такому громкоговорителю трудно найти практическое применение- в местных сетях такого напряжения обычно нет, а в городские включать неудобно и громкость не регулируется (т.е. регулируется, но только на ОУС). Но, тем не менее, можно описать конструкцию такого громкоговорителя. Ведь он может применяться как громкоговорящее устройство в сельской местности, где кроме МФ может ничего поблизости не оказаться.

В отличие от громкоговорителей, указанных выше, здесь качество не очень важно. Тут главное получить необходимую мощность, но не перегрузить элементы схемы (особенно трансформаторы) по напряжению. Проще всего применить несколько трансформаторов, первичные обмотки которых соединить последовательно, а вторичные параллельно.

Первичные обмотки выставляются на 254в. Такая схема изображена на рисунке, она слишком проста и пояснять ее не надо.

Последовательное соединение первичных обмоток для громкоговорителя на 480 / 960в

Если в этой схеме применить 4 трансформатора ТН-17,  вторичные обмотки (9-10 и 11-12) каждого включить последовательно, дальше параллельно, то на нагрузке 6 ом можно получить 105 ватт (25.2в 4.2а), на 8ом-80 ватт (25.2в 3.15а). На схеме громкоговоритель подключен на 960в.

При подключении к линиям напряжением 340, 680 вольт схема будет немного отличаться.

Последовательно-параллельное включение обмоток для громкоговорителя на 340, 680в

При использовании ТН-7, включении обмоток последовательно-параллельно на нагрузке 4ом получится 90 ватт ( 18.9в 4.8а).

Если применить систему из двух трансформаторов, в которой сигнал будет понижаться дважды, то можно создать универсальный громкоговоритель на все напряжения (в том числе на 120 и 240). В качестве первого трансформатора лучше всего подходят анодные или анодно-накальные. В качестве второго- ТН, ТПП, ТС. Параметры второго трансформатора в основном определяют сопротивление подключаемой нагрузки.

Схема универсального громкоговорителя (340, 480, 680, 960; 120, 240) на двух трансформаторах.

Как понятно из схемы, тут применен трансформатор ТАН-117, который может работать практически от любого стандартного напряжения. Режимы 680 и 340 нельзя использовать при полной мощности, так как подключены не все обмотки (могут не выдержать по силе тока). Небольшую нагрузку можно подключить ко встроенным накальным обмоткам, что позволит обойтись без второго трансформатора. Не рекомендуется соединять последовательно сетевые и анодные обмотки, так как они различны по токам, следовательно.

Самое трудное- собрать громкоговоритель на 30 вольт (с нормальной мощностью). Тут мощность стандартного трансформатора должна быть в 2.6 раз больше мощности громкоговорителя, так как сетевая обмотка не используется вообще. Можно применить стандартные трансформаторы, установив их на 110/55в, но в этом случае их габариты и мощность должны быть такими, чтобы не было перегрузки по току.

Громкоговорители на 30 вольт.

Как видно, применение стандартных трансформаторов дает возможность создать любую трансляционную аппаратуру с неплохими параметрами и небольшими финансовыми затратами. Но имеются ограничения, так как унифицированные трансформаторы не полностью приспособлены для этих целей. Вообще, проще всего подобрать трансформаторы для стандарта 240 / 120в, труднее для 340 / 680 / 480 / 960, самое трудное для 30 /15 вольт.  В ламповой технике (в усилителях) проще всего подобрать транс на 15 / 30 / 120 / 240, сложнее для 340 и более. Это связано с тем, что сами ламповые усилители высоковольтные, а транзисторные низковольтные. А трансформаторов, особенно низковольтных, с близкими напряжениями на обмотках существует мало (или понижающие или повышающие). Также мало трансформаторов с обмотками 20..40 / 340...960.

Подключение нагрузки, рассчитанной на 30вольт, к сети 120/240

Часто бывает необходимо подключить нагрузку напряжением 30вольт к сети 120 или 240в. Это происходит из-за того, что или на усилителе нет выхода 30 вольт (как Енисей-5, ТУ-600, ТУУ-600 и т.п.), или трудно протянуть от него отдельный провод, или отсутствует лишняя кнопка на селекторе выходных линий.

Самый простой вариант- установка стандартного трансформатора типа ТАМУ-25. Но может не хватить мощности трансформатора. Ведь один трансформатор может питать не больше 1-3 10-ваттных громкоговорителей. И бывает неудобно ставить отдельный трансформатор на небольшое их число. Требуется что-то более мощное. В усилителе ТУ-600 (ламповый, советский) эта проблема была решена. Там в корпусе линейного щитка был установлен согласующий фидерный трансформатор (вход 120, выход 30, 60, 85, 170, 240, 340), который позволял подключать любую нагрузку к усилителю. Но трансформатор был мощностью всего 200 ватт (а усилитель-600), что тоже не совсем хорошо. Чтобы получить другое напряжение при полной мощности, придется применять три трансформатора.

Бывают случаи, когда вся сеть (на 20...100 громкоговорителей) работает от 120вольт. И нужно повесить еще 4-5 10-ваттных громкоговорителей, которые рассчитаны только на 30 вольт (к примеру, ГР-1л). В случае применения абонентских трансформаторов (ТАМУ-25) их надо два. В таком случае можно применять более мощные силовые трансформаторы. Хорошо подходят ТА-88, ТС-80-6, ТСА-70-6, ТСА-50-1, ТП-30-2, ТН-36, ТА-55 и другие.

Важно наличие секций первичной обмотки на 110в(при 120) или 220 (при 240). На выходе указанных выше трансформаторах (при правильно включенной первичной обмотке) можно получить 24...31 вольт (желательно 32...33).

От ТС-80-6, ТП-30-2, ТСА-70-6, ТН-36 можно получить и 15 вольт. Это позволит также включить бестрансформаторную акустическую систему сопротивлением 4...8ом и мощностью 30...60вт.

Трансформаторы ставятся в любой удобный корпус, соответствующий условиям, в которых эксплуатируется трансформатор.

Подключение магнитофонов и усилителей к радиотрансляционным сетям (06.07.07)

Иногда бывает надо подключить магнитофон или усилитель к радиосети. Это бывает нужно в следующих случаях:

1. Мощное воспроизведение передач городской (абонентской) или небольшой местной сети через усилитель и колонки.

2. Запись передач и специальных сигналов (например сигнал управления рупорами) с городской или местной сети на магнитофонную ленту или компьютер.

3. Прием и усиление слабого радиопиратского сигнала.

4. Прием сигнала с Центральной станции, передаваемого по соединительной линии, для работы районной или местной усилительной станции.

Обычно для подключения радиосети к аппаратуре используют линейный вход, соединяемый с радиорозеткой через простейший делитель напряжения на резисторах. Иногда используют и микрофонный вход.

Схема показана на рисунке.

При указанных на схеме номиналах резисторов и входном напряжении 30в, напряжение на выходах соответствует норме. Если схема подключается к радиосети напряжением 15в , то сопротивление R1 надо уменьшить до 82...100кОм, или увеличить R2 до 5.1...6.8кОм.

У этой схемы есть ограничения и недостатки:

1. Опасность применения на радиосетях напряжением более 30в.

2. Нарушение симметрии всей радиосети, приводящее к электромагнитным наводкам на магнитофоны и телефонные линии, в случае, если перед радиоточкой нет резисторов (2 по 300ом для 30в, 2 по 75ом для 15в) и усилитель (магнитофон) заземлен.

3. Вероятность удара током об корпус аппарата, при проблемах на сети, отсутствии резисторов перед радиоточкой и заземлени я аппарата. При этом также вероятно нарушение симметрии сети, приводящее к электромагнитным наводкам на магнитофоны и телефонные линии.

4. Если абонентская городская или местная сеть выполнены в виде фидерных линий, не имеющих грозозащиты, то возможен удар током или вывод из строя аппарата при ударе молнии в провод.

У следующей схемы недостатков меньше.

Элементы рассчитаны под сеть напряжением 30в. Допускается применение этой схемы для сетей напряжением 60, 120 или 240в.  Сопротивление резисторов R1 и R2 необходимо увеличить до 300, 600, 1200 кОм.

Для работы схемы наличие резисторов перед радиоточкой не имеет значения. Схема, изображенная на нижнем рисунке, применяется в том случае, если искусственный канал сети используется для каких-либо целей.

Если схема подключается к усилителю (магнитофону) с симметричным входом, то вместо R3 устанавливаются два резистора сопротивлением 2.2...3.3кОм, средняя точка которых соединяется с корпусом.

Но эта схема, как и предыдущая, имеет электрическую связь с радиосетью, и при напряжении в ней более 30в желательно заземление корпуса аппарата.

Поэтому самой лучшей схемой является схема с применением трансформатора. При напряжении сети 30 или 15в применяются трансформаторы от абонентских громкоговорителей серии ТАГ-3. Желательно, чтобы вторичная обмотка была рассчитана на сопротивление нагрузки 4ом. Параметры этих трансформаторов указаны здесь.

Сигнал для входа усилителя (магнитофона) можно получать и с абонентского громкоговорителя (или трехпрограммного приемника). При этом даже нет необходимости отключать динамическую головку. При приеме 2 и 3 программ во избежание перегрузки входа усилителя (магнитофона) следует заранее отрегулировать приемник и установить регулятор громкости в среднее положение, и только после этого включать питание усилителя (магнитофона).

Если напряжение составляет 60, 120 или 240в, то следует использовать маломощные сетевые трансформаторы, первичные обмотки которых рассчитаны на 220, 127, 110 вольт. Можно использовать анодные и другие высоковольтные обмотки. При этом напряжение на вторичной обмотке не должно превышать 1в, во избежание перегрузки входа. Для напряжений сети 60, 120 и 240в очень хорошо подходят трансформаторы ТПП-201, ТПП-210 и ТПП-219.  Если нет трансформатора с таким коэффициентом трансформации, то можно использовать два трансформатора, включив один после другого. Между трансформаторами напряжение должно быть приближено к 15 или 30в, что позволит использовать в качестве второго трансформатора ТАГ-3. А в качестве первого годится любой сетевой трансформатор с таким выходным напряжением. Об этих трансформаторах написано выше. Но лучше всего подходят абонентские трансформаторы ТАМУ любой мощности с возможностью переключения входного напряжения.   Схема подключения трансформатора в усилителе Схема подключения трансформатора в усилителе Схема подключения трансформатора в усилителе Схема подключения трансформатора в усилителе Схема подключения трансформатора в усилителе Схема подключения трансформатора в усилителе Схема подключения трансформатора в усилителе Схема подключения трансформатора в усилителе Схема подключения трансформатора в усилителе Схема подключения трансформатора в усилителе Схема подключения трансформатора в усилителе Схема подключения трансформатора в усилителе Схема подключения трансформатора в усилителе Схема подключения трансформатора в усилителе

Читать далее:




Вязание детской сумочки для девочки спицами




Датчик движения обозначение в схеме




Поздравление работников с днем железнодорожника




Поздравление с днем рождением тост брата




Схема автополива газона своими руками