AB2 Trifilar Unity-Coupled Monobloky

[Wili]

mam uz vsetky transformatory najprv popis vystupakov:

Bolo velmi narocne optimalizovat plnenie aby sa mi tam zmestili tri sekcie primarneho vinutia (a k tomu s dvojito lakovaneho drotu), z toho dovodu som musel pri navrhu robit male kompromisy, ale snad vsetko pojde dobre

Trafo je na jadre EI120/73,5 = jadro 40 x 74 mm, z magneticky orientovanych plechov s hrubkou 0,35 mm a maximalnou magnetickou indukciou okolo 1,3T

Transformator ma (len) dve primarne sekcie, kazda pre polovicu symetrie. Viem že kvoli tomuto rozdeleniu je jedna polovica fyzicky kratsia nez druha, ale to bol dalsi z kompromisov aby sa všetko zmestilo na kostricku trafa. Tesna vazba vinutí a hlavne rozdelenie katody a anody na rozdielne polovice symetrie (unity coupling) tento rozdiel vyrovna. Rozdiel v jednosmernom odpore je vdaka pomerne velkemu priemeru drotu celkom maly - ide o hodnoty približne 4Ω oproti 3,8Ω.

Na papieri sice trifilar vyzera jednoducho, ale aj len pre dve primarne sekcie to znamena celkovo 9 vyvodov/pinov Na primarne vinutia som pre katody a anody pouzil drot s priemerom 0,56mm a pre g2 mriežky a prudovy budic 0,3mm. V mieste vstupu drotov do kostricky som pre lepsiu ochranu laku objednal este samostatne ochranne buzirky pre kazdy drotik samostatne. Kazda vrstva primarneho vinutia je este prelozena 0,02 mm izolacnou foliou, ktora chrani medzivrstvovu izolaciu a zaroven ulahcuje samotne navijanie. Kazda primarna sekcia ma 2×174 zavitov (x3).

Skusil som aj prve jednoduche zakladne merania. Zatial to vyzera ze trifilar zvlada 500Vdc medzi jednotlivymi primarmi (test cca 1 minuta | >10GΩ@500Vdc) snad to tak aj ostane pri dlhodobej prevadzke Kapacita medzi trifilarnym vinutim je cca 22nF a aj po vypnuti meraca izolacie si vinutie drzi naboj podobne ako foliovy kondenzator

Sekundarna strana pozostava z troch paralelnych sekcii vinutych 1,06mm drotom, ktore su prelozene medzi primar a pre impedanciu 8Ω ho tvori celkovo 72 zavitov. Pretoze som chcel plne symetricky vystup a odbocky, vysledkom je dalsich 5 pomerne masivnych vyvodov. Na kontaktoch odbočiek sa tu stretava az 6 celkom hrubych drotov, takze vyvody mam cez fastony.

Prevodovy pomer trafa je 1:4,83 (174×2/72), co prevedene na impedanciu odpoveda priblizne Raa=187Ω - to ale plati pre jednu polovicu koncovej elektronky (napr. anodu), kedze kazda koncova elektronka ma jedno vinutie v katode a druhe v anode, tato hodnota je v praxi ovela vyssia. Pri zapojeni vsetkych 4 vinuti je to okolo 750Ω (Raa-kk) (((174×4/72)²×8Ω). Pre 5 paralelnych parov koncovych elektroniek to odpoveda priblizne ekvivalentu Raa=3750Ω pre jeden klasicky push-pull par.

Podla mojich vypoctov by mal vystupny transformator saturovat okolo 28–30Hz/250W, alebo 33 Hz/300 W. Kolko bude vykonu zavisi od moznosti 6P3S, takže uvidime...

Tu je zopar fotiek trafa:







Transformatory su vakuovo impregnovane lakom, a bezne sa v nich pouzivaju len obycajne ocelove zinkovane srouby. (magneticke, neizolovane...) Pri predoslych experimentoch s VA1000 som zistil ze jadro je mozne vyrazne optimalizovat, ak sa v nom nenachadza nevhodny zelezny material a izoluju sa sruby.

Mimochodom zistil som ze vyrobca tronic toto ponuka ako variantu ale nevedel som o tom, tak som si ich upravil sam

Trafko som upravil nemagnetickými A4 nerezovymi srubami. Pre izolaciu hornych a dolnych plechov jadra som este vytlacil izolacne podlozky a na zavitove tycky dal zmrstovacie buzirky:



Transformatory budu namontovane na nerezovom stredovom tuneli. Aby bolo jadro uzemnene/ukostrene a zaroven sa zrusil skrat medzi hornym a spodnym trafoplechom samotnym uchytom, pod jeden z nich som este vytlacil velku izolacnu podlozku:




Zatial som upravil iba jeden vystupak a chcem skusit urobit test saturacie jadra medzi upravenym/neupravenym, aby som videl efekt ci to za to trapenie stoji

Pre ilustraciu magnetizmu a4 nerezi som urobil test klasickej zinkovanej M4 srubky vs maly neodymovy magnet:
(cca 500g)



a tu je a4 nerezova ocel s rovnakym magnetom

https://youtube.com/shorts/Aq4VWtRDkkA?i...xx2tmDUn5U

Pomocou generatora a osciloskopu som robil zopar orientacnych merani kapacit a indukcnosti prostrednictovm frekvencnych rezonancii. Pre upresnenie vysledku som skusal 3 rozne hodnoty kondenzatorov integracneho clanku a rozne zapojenia vinuti. Merania su pri nizkej urovni cca 5Vrms az na indukciu ta je merana/kalkulovana pri optimalnej saturacii:

Primar vs Primar
Kapacita trifilaru voci sebe: 22nF
Induckcia jedneho primaru: 31,35H
Rozptyl trifilaru: 24nH
Polovica vs polovica: 400uH (asi zbytocne merat kedze to kompenzuje UC ale zo zvedavosti)

Primar vs Sekundar
Rozptyl: 390uH
Parazitna kapacita: 2,7nF
Frekvencny rozsah samotneho trafa bez nfb 4Hz - 155kHz (teoreticky)

---

po dlhej dobe som sa konecne dokopal a kupil variak. Vdaka tomu mozem robit aj pokusy ktore obnasaju regulaciu AC pokusil som sa o meranie magnetizacnej B-H krivky vystupneho trafa a porovnal upravu. Moj meraci setup:



Jeden koniec variaku som cez 1A poistku napojil na jeden konec jedneho z primarov. Opacny koniec primaru som napojil na variak cez sekundarne vinutie malickeho 4,5W trafka co som nasiel v supliku (7V/230V) ktore sluzi ako prudovy transformator a galvanicky oddeluje siet z variaku aby som mohol pripojit digi osciloskop. Paralelne na primar maleho trafka som napojil 1k odpor na ktorom meram prud ktory tecie vinutim meraneho velkeho trafa. Prud na 1k odpore odpoveda magnetizacnemu prudu jadra trafa a je napojeny na X sondu osciloskopu.

Sekundarna strana meraneho vystupaku je cez fazovy posun 100k+0,9uF napojena na Y sondu osciloskopu.

Vsetko som pred meranim skalibroval a prepocital kalibracne koeficienty realneho prudu na namerane hodnoty spickoveho napatia. Zobrazenim X-Y funkcie ziskam presny graf magnetizacnej charakteristiky jadra. Potom som len do nameranych grafov dokreslil prepocitanu stupnicu s hodnotami...

1. Test: porovnanie upravy pri jednej referencnej hodnote = 250Vac na primare

izolovane nerezove srouby:



H - 179,8 A/m (intenzita magnetickeho pola)
B - 1,14 Tesla (magneticka indukcia)

neizolovane obyc ocel zink srouby



H - 252,8 A/m
B - 1,12 Tesla

S obyc neizolovanymi srubkami potrebuje jadro o 40% silnejsie magneticke pole pre dosiahnutie rovnakej indukcie...


2. Test: Maximalna dosiahnutelna indukcia tesne pred zrutenim magnetickeho pola

izolovana nerez:



Maximalne napatie AC - 330V
Hmax - 891,7 A/m
Bmax - 1,48 Tesla!!!
Cista vykonova strata pri teste - 16W

Neizolovana ocel:



Maximalne napatie AC - 298V
Hmax - 583,7 A/m
Bmax - 1,33 Tesla
Cista vykonova strata pri teste - 24W

Izolovanim srubiek (a trochu pomohla asi aj nerez) sa da vylepsit magneticka indukcia u 0,35mm EI o 0,15T zrejme uplne bez srubiek by to bolo aj o chlp viac.
Ak sa neizoluje v jadre ocel, kludova spotreba vzrastla cca o 50% a vyrazne klesla celkova efektivita (predpokladam cim vacsie trafo tym vacsi efekt)

[Wili]

Sietove trafa su 500W audio toroidy z troniku. Daval som si nacenit rovnake z toroidy.pl a vysli by o 40% drahsie pricom Tronik pre rovnaky vykon pouziva ovela vacsie jadro a nizsie sytenie

Nahodou sa stalo ze pri vyrobe nemali spravnu sirku tieniaceho plechu a tak sa ma pytali ci mozu pouzit sirsi... Vyzera to trochu ako hrniec ale paradoxne je to lepsie z hladiska tienenia

Trafo je naozaj tichucke a emituje do okolia velmi malo rusenia. Pre istotu keby nieco nesedelo mam primar s odbockou 230-240 a potom 6 sekundarov:





Kedze uz mam sietove trafa mohol som konecne otestovat orientaciu vystupaku na stredovom tuneli. Nechcelo sa mi kablovat zvukovku, tak som len na sekundar napojil overene citlive stuple. Nasiel som polohu kde je rusenie uplne nulove a uz som si aj nakreslil diery kam to navrtam:



potom som si ale uvedomil ze v krabici bude okolo kopa inych obycajnych ocelovych plechov a situacia moze byt uplne ina - a dobre som urobil - bola Tak som zo spodu este podlozil kryci plech a pri testoch aj vrchny kryt a orientacia vychadzala o 90 stupnov inak s hore uvedenou orientaciou uz bolo pocut slabucky brum s krytmi, ak som to otocil inak pred tym tiez bol brum, ale s krytmi uz nie... cista voodoo magia ale tak to je. Nasiel som orientaciu kde je to uplne mrtvo hluche, takze aspon EM snr bude excelentne, uz len zalezi na zosilnovaci:





test fit:



v podstate uz mam skoro vsetko na dokoncenie a testovanie, ale predny panel tvori dolezitu sucast strukturalnej integrity celej krabice a na testy by som potreboval niekam upevnit trafa. Zvazoval som ze tam dam do predu nieco docasne ako drziak, ale asi by to bolo celkom komplikovane to potom prehadzovat, tak uz pockam na panel a zfinisujem to potom...

[zdenoeddie]

Wili, vidno ze Ta to bavi (to aj mna) a mas na to cas (to ja nemam) Drzim prsty a som velmi zvedavy na vysledok. Az to niekedy dotrepes na vychod, rad si to vypocujem ak sa bude dat.

Co sa tyka tyz orientacii. kedze to mas vo vnutri, osobne by som si pre istotu spravil diery aj tak - aj tak...

[Wili]

jasne Zdeno, az bude zavolam

no snad to bude aj fungovat uz by som to chcel konecne ozivit aby som vedel na com som... ale v simulacii to vyzera dost blbuvzdorne, tak snad bude vsetko ok, uvidime

[krizma]

No jsem zvědavý na ty toroidy. Ja jsem s nima měl docela problém, protože vrčí. Ono se to projeví až pri zátěži. Nevím co v tronicu používají za plech, ale mě se osvědčil nejvíce kus odmotaného jádra. Jen nesmí být úplně na vinutí a hlavně musí být dobře zalitý. Jde to poznat i na odběru trafa na prázdno. Jinak asi dílensky je má tronic z CZ výrobců udělané nejlépe. Mě od nich vrčí i lakované EI. Jinak to měření sycení je parádní práce. A i celý projekt.

[zdenoeddie]

Ano, s tym musim suhlasit, vrcenie s toroidmi z Tronicu bol vecny problem. Ale po urgencii a dotazovani, vedeli vyrobit aj nevrciacu verziu. Ale to je status tak 10 rokov dozadu, momentalne netusim ako to je u nich.
S EI trafami (aspon co viem) az taky problem nebol.

[Wili]

ano aj mne v minulosti niektore v zatazi vrcali viac a niektore menej, zrejme dost zalezi aj od prevedenia toroidu. Klasicke hrube droty pre symetriku klasickych tranzistorakov sa vinu tazsie ako tenke droty. Napr. preto ze je tu az 6 sekundarov, musi byt zvysena izolacia medzi nimi kvoli vysokym napatiam a je to na velakrat bandazovane, to zrejme tiez dost pomoze.

samozrejme zalezi od zataze... uvidime no snad budu tiche. Vela zvykne robit aj krabica, ktora to moze/nemusi rozozvucit dalej. Hlavne ze sa EM neprenesie do vystupaku

V zasuvke mam doma teraz 245V, ak som dal toroid na 240V primar tak bol kludovy odber 3,1W

Zosilnovac by mal v kludovom stave pri zapnuti mat odber zhruba do 200W.

[therion]

Nemas strach, ze se ti v takove pozici zdeformuji u tech vykonovek katody ?

[Wili]

v datasheete je uvedene "any mounting position" tak snad nie ale pri orientacii Oktal patic som ich natocil tak, ze je system vnutri elektronky "vertikalne", takze by to malo rovnomerne distribuovat teplo a ciastocne predchadzat ohybaniu

[zdenoeddie]

Ono tam ani nejde tak o katodu, ako o zeraviace vlakno, ktore sa prehne pri tejto montazi.