Zdroje II. – Trafo

By | 2.2.2003

Zadání : potřebujeme pro zesilovač nesymetrický zdroj přibližně +46V který bude schopen dodávat proud alespoň 2A a druhý pro vstupní a pomocné obvody cca 28V zhruba 100mA. Máme v podstatě dvě možnosti řešení: získáme nebo si necháme vyrobit transformátor s potřebným napětím a počtem odboček nebo použijeme trafo s jedním napětím a nižší napětí zízkáme omezením napětí vyššího, toto řešení lze použít v případě, že nižší napětí vyžaduje několikanásobně nižší proud – vždy existuje nebezpečí, že v případě zatížení zesilovače (velký odběr proudu ze zdroje) dojde k ovlivnění napětí nižšího a tím většinou ke zkreslení v reprodukci, je vyzkoušeno, že zkreslení ve vstupních obvodech má za následek výrazně horší vlastnosti zvuku než zkreslení vlastního zesilovače.

Získání vhodného transformátoru je celkem snadné, stačí jej zakoupit, nejlépe nás, obdržíte toroidní trafo se zalitým středem vyrobeno podle součastných platných norem a tím výrazně zvýšíte svoji šanci na stavbu dalších modulů (při velmi nevhodné konstrukci zdroje může být jeho výroba Vaším posledním kouskem). Toto upozornění je nutno brát celkem vážně, při stavbě zdroje pracujete se síťí a nevhodná manipulace Vás může zabít !!! Pokud si přes to chcete udělat transformátor sami, zde je návod jak na to :

  • musíte získat jádro – to jsou ty plechy na nichž jsou namotány dráty, zde máte několik možností
    – seženete trafo, které má na výstupu napětí vyšší než požadované, pak máte vyhráno, stačí odmotat několik závitů aby napětí pokleslo na potřebnou hodnotu a je to, jenom podotýkám, že odmotávat je vždy nutno ze sekundáru – to je to vinutí, na němž je napětí nižší než síťové. – seženeme nějaké jiné trafo, pokud má napětí nižší a vypadá to že by se nám podařilo na kostru ještě neco namotat, zkusíme orientačně přepočítat velikost trafa a pokud bude vyhovovat motáme tak dlouho dokud potřebujeme (co 2 vrstvy prokládáme izolačním papírem). V žádném případě nikdy nepoužívejte drát, který jste již z nějaké kostry odmotali !!! – seženeme něco jiného co má kostru a jádro použitelné pro trafo, nejčastěji to budou různé vyřazené tlumivky. V tomto případě tlumivku (rozměry jádra) nejprve změříme a spočítáme, zda je pro naše účely vhodná. Poté ji rozebereme a navineme nejprve primární vinutí dle výpočtu (vinutí prokládámě izolačním papírem) poté celé primární vinutí opět ovineme izolačním papírem – důkladná izolace primárního a sekundárního vinutí je důležitá – navineme sekundární vinutí (opět prokládáme cca co 2 vrstvy papírem), trafo změříme a máme jej připraveno pro montáž do zdroje. Transformátor obecně musí mít naprázdno odběr maximálně několik desítek mA a nesmí se po zapnutí samovolně zahřívat. Toto je u podomácku vyrobených traf celkem důležitá vlastnost, doporučujeme trafo zapnout a nechat i několik hodin pod dozorem naprázdno běžet, teplota na povrchu nesmí bez zátěže výrazně přesáhnout teplotu okolí.
    Postup velmi zjednodušeného výpočtu :
  • určíme ss (stejnosměrné napětí), je dáno použitým zapojením, v tomto případě tedy potřebujeme U1 = 46 a U2= 12V. Dále bude popsán postup výpočtu pouze pro U1, pro U2 je identický.
    46V /1,44 = 32V drobné zaokrouhlíme, ztrátou na usměrňovači se zabývat nebudeme.
  • určíme potřebný příkon, 2*20W = 40VA – změna jednotky W na VA lépe vyjadřuje závislost výkonu (příkonu) na napětí a proudu.Přidáme cca 1VA na pomocné obvody U2 (to je můj odhad, lze samozřejmě spočítat přesně, potřebný příkon trafa je vždy roven součtu odebíraných příkonů)a součet dělíme : 41/0,85=48,2VA (konstanta 0,85 zahrnuje ztráty transformátoru).
  • dovolená proudová hustota bude cca 4A/mm2, z předešlého vyplývá 48,2VA/32V = 1,5A =>> (zde jsem si dovolil předpoklad, že pokud znáte proud protékající drátem a proudovou hustotu není problémem spočítat průměr) potřeba drátu o průřezu 0,375 mm2 =>> 0.8 mm průměr, použijeme 0.8 nebo cokoliv tlustšího co máte k dispozici.

    Výpočet středního sloupku transformátoru
    Velikost středního sloupku se stanoví ze vztahu [b*h=1,2*odmocninaP] (pokud víte jak se na klávesnici píše odmocnina, napište mi to ať to opravím) tento vztah již zahrnuje i mezery mezi plechy při montáži a jiné chyby. Zjistíme, zda součin b*h (vypočítaný středový sloupek) je menší než ten který opravdu naměříme u sebe. Potom vypočteme potřebný počet závitů na jeden volt.
    N=45/Q, kde Q je skutečně použitý sloupek – tj ten co máme!!!
    Primár = 220*N*0.97 (ztráty)
    Sekundár = 32*N*1,05 (ztráty)

    Na závěr ještě provedeme kontrolu, zda se nám vinutí do kostry vůbec vleze.V jednom cm2 plochy je 120 závitů, tzn. spočítáme plochu okének v kostře trafa, podělíme součtem závitů primáru a sekundáru (respektive lépe jejich plochy) a pokud nám vyjde číslo větší než nula dáme se do namotávání. Pro primár samozřejmě nemusíme používat stejně tlustý drát jako pro sekundár, případně z mnoha traf lze odmotat jenom sekundár a primár použít dále, ale vždy je nutno vinutí alespoň takto orientačně přepočítat.
    Upozornění : neopatrnou manipulací se můžete zabít, to co budete dělat je nebezpečné a tuto činnost budete provádět na vlastní nebezpečí, upozorňuji že článek NENÍ přesným a podrobným návodem na výrobu trafa a může obsahovat chyby.
    a můžeme začít motat. Připojíme trafo na síť, zapneme a zkusíme změřit co máme na výstupu. Naměřené napětí naprázdno může být i cca o 30 % vyšší. Pokud se ze zdroje nebo jeho částí kouří případně má jiné nedostaky je nutné jej okamžitě vypnout.

 

Napsat komentář