Расчет трансформатора (~220V/50Hz) по мощности для усилителей с двух-полярным питанием.

[Николай_87]

Как то давно я делал замеры усилителя при использовании ЛабБП

и в итоге родилась вот такая таблица (КПД усилителя 57.5%)

получается что при напряжении +/-55В у усилителя при выходной мощности 251ватт на 4 омах токопотребление плеча 2.66 ампера на синусе 450гц
с плеча усилок потребляет 146.3 ватта . весь усилитель 292.6. итого 41.6 ватта у нас идет на разогрев транзисторов также питания Диф и УН.
получается потребляемая мощность на 14.22% больше выходной.

Так вот собственно в чем суть заключаеться:
При расчете трансформатора
если с напряжением все понятно что переменное напряжение всегда измеряется в «действующем» значении, которое в 1,41 (на практике 1.375) раза меньше его максимальной амплитуды, а выпрямленное напряжение на конденсаторе, в отсутствии нагрузки, будет всегда равно амплитудному. Значит что для нужных 55 постоянных вольт нам нужно 40вольт переменных.
Берем вбиваем в прожку Trans50Hz ток 2.66А и напряжение 40 вольт


Получаем 212.8 ватт мощности трансформатора и вот тут неувязочка, ведь это не 292.6 ватта потребляемые усилителем и не 251 выходной мощности, а гораздо меньше
Так может загвоздка в том что ток 2.66А нужно умножить на 1,41 (на практике 1.375) ??? полученное значение тока 3,6575А, округлим 3.66А
Если так то все сходиться.

полная заданная мощность трансформатора 292.8 соответствует потребляемой мощности усилителя 292.6 (разница в 0.2 ватта из-за того что полученное значение тока округлили)

[Starichok]

Так может загвоздка в том что ток 2.66А нужно умножить на 1,41 (на практике 1.375)

совершенно верно, так как 2.66А - это потребление по выпрямленному напряжению, а не по обмотке трансформатора.
и вполне возможно, что умножать нужно даже более, чем на 1,41, так как потребление выпрямителя идет по верхушкам синусоиды.

переменное напряжение всегда измеряется в «действующем» значении, которое в 1,41 (на практике 1.375) раза меньше его максимальной амплитуды

не амплитуды, а среднего выпрямленного напряжения.
емкость выпрямителя всегда заряжается до амплитуды. но вскоре диоды моста закрываются, и емкость начинает разряжаться на нагрузку.
по моей практике среднее выпрямленное напряжение даже еще меньше, примерно 1,35 от действующего.

[Alex]

получается что при напряжении +/-55В у усилителя при выходной мощности 251ватт на 4 омах токопотребление плеча 2.66 ампера на синусе 450гц

Но это вовсе не значит, что этому усилителю и трансформатор нужен на 251Вт.

1,41 (на практике 1.375)

"На практике" - оно зависит от степени отличия форму напржения от идеальной синусоиды ("приплюснутость вершинок" из-а выпрямителей с конденсаторами). Можнт быть и 1.375, и 1.288, и т.п..

[Alexsanderoff]

Судя по табличке с ростом напряжения питания у усилителя увеличивается КПД. не понятно...
Скорее всего присутсвует методическая ошибка. Могу предположить что нагрузкой служил резистор. С нагревом у него росло сопротивление и вы не правильно посчитали выходную мощность усилителя. Вам необходимо было мерить не только напряжение, но и ток на нагрузке усилителя.

[vladimir1478]

В приличнозвучащем усилителе мощность питающего трансформатора желательно иметь ВДВОЕ больше выходной мощности . Больше - лучше.

[Vjumajlo]

А почему не ВТРОЕ, не ВЧЕТВЕРО? Есть какое-то обоснование, что именно ВДВОЕ?
А если мощность трансформатора приблизительно(+/- децл) равна мощности усилителя, то он и звучать должен неприлично?

[Alex]

В приличнозвучащем усилителе мощность питающего трансформатора желательно иметь ВДВОЕ больше выходной мощности .

Да нет, "вдвое" маловато будет. "Прилично звучащий", т.е. в классе А, потребляет раза в 4 больше своей выходной мощности.
причем потребляет постоянно, независимо от мощности на выходе.
Учитывая как правило, отсутствие пассивного PFC в виде дросселя без первого конденсатора перед ним, коэффициент мощности не очень велик, поэтому габаритная мощность должна быть еще выше (которая не ватты а вольт-амперы).
А вот для усилителя в классе АВ, вполне достаточно мощности трансформатора гораздо меньшей, например - равной выходной или даже менше. Если конечно, исползовать его для усиления мызыки а не синуса с генератора. Надеюсь, понятно почему.

[vladimir1478]

А почему не ВТРОЕ, не ВЧЕТВЕРО? Есть какое-то обоснование, что именно ВДВОЕ?
А если мощность трансформатора приблизительно(+/- децл) равна мощности усилителя, то он и звучать должен неприлично?

Обоснование - из старой привычки учитывать КПД трансформатора и КПД усилителя. Можно,конечно, потеоретизировав,доказать другое. Но практика построения усилителей подтверждает,что чем лучше энерговооружённость БП, тем лучше звучание. Так что, "ВТРОЕ-ВЧЕТВЕРО" - ещё лучше. ИМХО.

[Иван555]

А почему не ВТРОЕ, не ВЧЕТВЕРО? Есть какое-то обоснование, что именно ВДВОЕ?

Учитывая средний КПД усилителя класса АВ 50...60% , то где то так и выходит, что вдвое.
Я тоже за максимально надежный питальник УМЗЧ.

[Vjumajlo]

практика построения усилителей подтверждает

Всё кратко и доходчиво изложил Alex.

то где то так и выходит, что вдвое

С учётом твоих интересов, изложенных в постах на Паяльнике в разделе "Усилители", выходит ..."гуляй, Вася"(с)
Всё считается, в том числе и энерговооружённость и надёжность "питальника УМЗЧ", поэтому "где-то так" оставь для "детского сада".

[Николай_87]

А вот для усилителя в классе АВ, вполне достаточно мощности трансформатора гораздо меньшей, например - равной выходной или даже менше. Если конечно, исползовать его для усиления мызыки а не синуса с генератора. Надеюсь, понятно почему.

Я все время был приверженцем статьи Игоря Рогова его теста по трансам. ссылку давать не буду этот тест уже триста раз все перечитали.
никогда никаких перегревов не было.

исходя из моих замеров. зачем мощность транса делать больше выходной мощности, даже + рассеиваемое на тепло.?
для повышенной надежности учтем оба фактора.
значит берем полную заданную мощность транса.
при раcчете программа старичка я думаю не считает полную мощность при 100*C
она считает я так думаю полную мощность при нормальной температуре 25 +/-
значит перегрева при требуемой мощности быть не может.
да и по поводу просадки. мне кажется рациональнее взять побольше железо взять потолще провод и сделать пониже индукцию.
имеем железо фиксированного размера. ставим 1Тл
и к примеру при автоматическом подборе прогой диаметра провода для требуемой мощности, просадка одной вторичной обмотки составляет 6 вольт
Холостой ток первички 15мА при макс. нагрузке 1,33А
Окно транса позволяет использовать больше провода. увеличиваем диаметр провода первички и вторички, данные по току и напряжению остаются неизменными
Холостой ток первички также 15мА. при макс. нагрузке 1,27А. просадка одной вторичной обмотки составляет 4 вольта (нагрев уже еще меньше)
Так зачем нам нужен транс в 2-4 раза мощнее? (габарит железа, да, придется использовать побольше но только для того чтоб сделать индукцию пониже, чтоб влезло больше провода. ведь это немаловажный фактор в приличнозвучащем усилителе)
еще нужно подчеркнуть что просадка идет от холостого завышенного напряжения к нужному под нужной нагрузкой

---------- Сообщение добавлено 16:08 ---------- Предыдущее сообщение было 15:51 ----------

Извиняюсь конечно, но тема немного отличается от дискуссии последне изложенной

Сообщение от Николай_87
Так может загвоздка в том что ток 2.66А нужно умножить на 1,41

совершенно верно, так как 2.66А - это потребление по выпрямленному напряжению, а не по обмотке трансформатора.
и вполне возможно, что умножать нужно даже более, чем на 1,41, так как потребление выпрямителя идет по верхушкам синусоиды.

[Иван555]

Николай_87, т.е. получается все, что я впитывал так сказать с материнским молоком , от различных самоделкиных,
о том что БП мощного АВ УМЗЧ должен быть прямо идеальным, в идеале с двойным запасом по мощности, все это фигня выходит?

Я говорю о усилке для себя, для души, а не на продажу, панимаешь да?

Ты прям рушишь мои ценности сейчас! Я всегда был за масимально надежное и мощное питалово. Во всем.

[Alex]

для повышенной надежности учтем оба фактора.

Для повышения надежности нужно совсем другое.

Так зачем нам нужен транс в 2-4 раза мощнее?

Например - если усилитель в классе А - тут двойная мощность не прокатит, нужно пятерную как минимум.

Или он предназначен для измерений - т.е. его БУДУТ гонять на стационарном сигнале полной мощности, а не слушать музыку. Естетсвенно, ему нужен транс повышенной мошности, двойной выходной может и не хватить.

На музыке, 10-ваттный усилитель работает со средней мощностью ОДИН ватт от силы (пик-фактор музыки обычно не меньше 10-12дБ), причем на нормальных (>90dB) колонках для комнаты средних размеров этого вполне достаточно.
Отдельная песня - сабвуферы, особенно с коррекцией. Там и сотни ватт может не хватить. но их лучше делать в классе-Д и питать сооотв. от импульсника.

о том что БП мощного АВ УМЗЧ должен быть прямо идеальным, в идеале с двойным запасом по мощности, все это фигня выходит?

Фигня.
Даже более того - в ряде случаев с излишне мощным трансом (читай - с низким выходным импедансом) может быть даже хуже

[viktor8m]

о том что БП мощного АВ УМЗЧ должен быть прямо идеальным, в идеале с двойным запасом по мощности, все это фигня выходит?

Неправильно нужную мощность БП сводить только к трансформатору, рассчитывать надо по допустимой просадке (она зависит от схемы и электролитов) при нужной пиковой нагрузке (чтобы не ограничить сигнал). Если же не по просадке, то действительно лучше всего взять в 2 раза (сюда войдут как кпд, так и потери на ёмкостном выпрямителе) выше максимальной выходной мощности (не пиковой) с учётом реального импеданса колонки и не париться (максимальную выходную мощность брать не ту, которую может обеспечить усилитель, а какая реально нужна с учётом чувствительности имеющейся колонки, т.е. ВК должен иметь некоторый запас для большей линейности, если говорим про домашний усилитель).

[Максим]

Учитывая как правило, отсутствие пассивного PFC в виде дросселя без первого конденсатора перед ним, коэффициент мощности не очень велик, поэтому габаритная мощность должна быть еще выше (которая не ватты а вольт-амперы).

Саша, не ткнешь ссылкой на гайд по принципам выбора/расчета этого дросселя?

[Alex]

Саша, не ткнешь ссылкой на гайд по принципам выбора/расчета этого дросселя?

Да полно в сети.
http://www.next-sound.ru/articles/a1..._drosselem.htm
http://audio-db.info/AudioDB/BazaPra...il%27trRubcova

[Максим]

Да полно в сети.

Спасибо, вот этого

Задача индуктивности состоит лишь в том, чтобы держать выпрямитель открытым в течение всего рабочего периода.
Lmin=Ua / Ia / 3 / pi / 100, увеличиваем это значение на 10%.

вполне достаточно для понимания того, что габариты искомой железки получаются совсем не страшными, и ничего не мешает применять их в транзисторных усилках, работающих в классе А.

[Alex]

и ничего не мешает применять их в транзисторных усилках, работающих в классе А.

Оно для класса А в основном и предназначено, ввиду его постоянства потребляемого тока, или для АВ с большим током покоя - т.е. для более-менее постоянной нагрузки, чтобы дроссель работал в режиме непрерывных токов.