Nel relativo 3rd dell’ amplificatore si reclamano maggiori informazioni sul trasformatore.
Vediamo di accontentare gli Elettronici Entusiasti e gli appassionati della materia.
Nel corso degli anni abbiamo aiutato diversi amici a realizzare SE di GM70 abbordabili come prezzo.
Fare un amplificatore con un simile tubo economico è un controsenso in quanto le tensioni e le impedenze di lavoro sono alte.
Un amplificatore simile è una bella sfida per un autocostruttore e il componente più critico è il trasformatore di uscita.
Chi avvolge trasformatori audio ha il suo trasformatore SE con impedenza 9-10 K, di fascia media.
Parliamo di trasformatori dal costo attorno a 100 € cadauno.
Abbiamo deciso di cimentaci con un trasformatore impegnativo come questo.
TU024 Trasformatore di Uscita
Come nucleo la scelta dell’ EI120 è obbligata in quanto l’ ideale EI135 e irreperibile presso gli avvoilgitori.
Il lamierino EI135 M6-GO e disponibile dai distributiori di lamierino con un minimo ordinabile di 5 quintali.
Per avere un induttanza di 40-50 H il pacco viene alto 45-60 mm.
La colonna asimmetrica porta ad un discreto incremento dell’ induttanza parassita.
Le richieste di progetto
Richieste di progetto secondo il procedimento di Callegari(1) CHF30 (settembre 97) leggermente modificato
○ Induzione massima nel nucleo Bmax 7500 G
○ Corrente continua massima (per 15W) Icc 0.07 A
○ Ra del trasformatore 9 kΩ
○ Potenza di uscita nominale (al primario) e a 30 Hz, P a 15 W
○ Rp GM70 1800 Ω
I simboli e le formule sono riconducibili all’ articolo citato prima.
Si procede ora alla valutazione dell’ induttanza primaria richiesta ipotizzando che
XL / R eq = 6
Calcoliamo ora la Req data dal parallelo dell’ impedenza del trasformatore e quella interna del tubo:
Req = ( Ra × Rp ) / ( Ra + Rp ) = ( 9000 × 1800 ) / ( 9000 + 1800 ) = 1,5 kΩ
L’ induttanza necessaria sarà.
L = 6R eq / 6,28 × f = 6 × 1500 / 6,28 × 30 = 47 H → 45H
Il progetto dopo varie simulazioni con OPT(2) e confronti di idee con Yves Montmagnon è giunto alla sua fase finale; sotto la schermata finale:
Alla fine si è seguita la filosofia “meno ferro e piú isolante” per avere una buona risposta in alto, come vedremo dopo.
Si può inoltre notare come abbiamo B DC > B AC e una B Total di 0,97 > 0,75 T di partenza, nulla di grave visti i tanti vincoli.
Come possiamo vedere dalle simulazioni i risultati teorici sono ottimi.
Passiamo ora alla verifica finale ricontrollando ingombri degli avvolgimenti
Primario
La larghezza utile per avvolgere vale: bm = f – 1 = 55,8 – 1 = 54,8 mm
Dopo alcuni tentativi il diametro scelto per il filo è 0,315 a singolo isolamento:
N1max = (bm – do ) / ( 1,02 × do ) =
( 54,8 – 0,315 ) / ( 1,02 × 0,315 ) = 169 sp
Portato a 172 spire per avere il giusto rapporto spire, come spazio sul rocchetto siamo al limite forse si farà una spira in meno per strato.
Secondario
Scegliamo un filo del diametro 0,495 a singolo isolamento; il numero massimo di spire per strato nel caso di bifilare è dato dalla:
N1max = ( bm – 2do ) / ( 1,02 × 2do ) =
( 55,8 – 2 × 0,495 ) / ( 1,02 × 2 × 0,495 ) = 54,27 → 55 sp
Disegni costruttivi
Avvolgere un trasformatore che non si chiude, oltre a buttare i soldi è una grande delusione.
Quindi lasciare decantare un paio di giorni il progetto e ricontrollare gli ingombri degli avvolgimenti.
In figura il test di ingombro con un CAD elettromagnetico usato in campo professionale.
Dopo passiamo a disegnare lo schema di avvolgimento e i collegamenti del trasfomatore.
Questa operazione aiuta a verificare il lavoro svolto e a generare un documento facilmente leggibile.
Che programma usare…. basta un generico programma per grafica, o un cad elettronico; quallo sotto è sato fatto con Pubblisher.
Abbiamo usato a più riprese:
- Pubblisher
- Draw
- Easyeda
- TinyCAD
- Altium
Un disegno chiaro permette ad un avvolgitore di valutare velocemente la vostra richiesta e per formularvi l’ offerta economica.
Modello LTspice
Dalla tabella sotto possiamo facilmente ricavare il modello del trasformatore da usare nelle simulazioni(3)
Il modello LTspice viene ricavato velocemente in questo articolo
Usando strati di isolante da 0,5 mm e un notevole riempimento risulta un trasformatore difficle da avvolgere.
La storia del trasformatore
Il progetto resta nel classico cassetto per lungo tempo e durante una visita di lavoro presso un avvolgitore esce l’ argomento valvolari.
Mi mostra orgoglioso un amplificatore fatto con i suoi avvolti in mostra nel suo studio e mi dice che i traformatori audio sono una sua passione.
Occasionalmente ne avvolge anche per i clienti e decidiamo di fare il TU024.
Dopo un paio di mesi lo sollecito e mi dice è sul carrello mancano solo i collegamenti esterni.
l’ azienda cambia sede e il trasformatore viene perso durante le operaziioni di trasloco GRRRR.
Se lo ritrovano a breve lo testiamo altrimenti procediamo da un altro avvolgitore.
In questi giorni sono passato dall’ amico Marco Broni e decidiamo di riprendere il progetto.
Vista la sua grande esperienza sta valutando il progetto e se necessita aggiornamenti.
Conclusioni
Una storia complicata ed elaborata e un progetto che si sta sviluppando sottotraccia.
In genere sono quelli che danno maggiori soddisfazioni.
Saluti Tiziao
Aggiornamenti TU024
Come succede diverse interazioni con l’ avvolgitore abbiamo l’ assetto finale del trasformatore in avvolgimento.
Dove procurarsi kit e PCB?
Per avere i PCB o ulteriori informazioni scrivici.
Il catalogo per una consultazione rapida dei nostri kit.
Saluti Tiziao
Note
(1) Se siete interessati all’ argomento trasformatori di uscita raccogliete tutto il materiale pubblicato da Callegari raccomandatissimo
(2) OPT ottimo programma di progettazione usato per anni, abbandonato in quanto non gira su windows recenti… forse un giorno con Pier scriveremo un programma
(3) Come si realizza il modello spice del trasformatore lo teniamo come esercizio per un futuro video sulla simulazione valvolare