胆机音频输出变压器的参数计算及制作要点

杨世明

重庆水利电力职业技术学院，重庆 402160

输出变压器，作为高阻抗功放电路与低阻抗负载的阻抗变换器件，其主要任务是完成前后级的阻抗匹配，和单一频率的电源变压器比较，它的频带（20Hz～20kHz）要宽得多。其次为了使输出的音频信号在低频段有较强的冲击力；在高频段有很好的穿透力和解析力，要求输出变压器一次侧绕组的电感量要足够大，整个绕组的匝间分布电容要足够小。正是由于这些特点，要求音频变压器从选材、制作工艺、到参数的确定都与众不同。

音频变压器有直流磁化型和无直流磁化型，在胆机功放电路中用得较普遍的还是无直流磁化型，这种给功放管屏级供电的变压器由于上下绕组是对称的，其线圈中的直流磁通正好抵消，因而属于无直流磁化型，下面以推挽输出无直流磁化型变压器为例说明各项参数的确定方法。

如：有一功放电路需要一只音频变压器，要求输出功率为60VA，变压器一次侧屏极至屏极的阻抗Rp=6000Ω，直流工作电流I=250mA，二次侧的负载阻抗为4Ω和8Ω，频率响应在50Hz～18kHz范围内，效率η=0.8，根据要求确定变压器的参数。

1 输出变压器一次侧电感量的计算

为了达到所要求的低端频响，要求一次侧线圈的电感量满足设定频率的下限值，可按下面的公式进行计算：

式中：Lp为一次侧的电感量，单位为H；Rp为一次侧的负载电阻，单位为Ω；fD为设计频率的下限值，单位为HZ；MD为工作于下限频率时允许的失真系数，通常取1.4左右。在实际运用中综合考虑各种因素，可按下面的经验公式计算

2 铁芯截面积的计算

铁芯的截面积可通过下式求得：

式中Sc为铁芯截面积，单位为cm2 ；Po为输出功率，单位为VA。代入上面的数据得：

3 一次侧绕组匝数的计算

对于无直流磁化型输出变压器，其初级线圈、次级线圈都可按下式计算：

式中L为电感量，单位为H； lc为铁芯磁路的长度, 通常lc为铁芯中心舌宽的5.6倍（中心舌宽在铁芯材料参数表中可以直接查出，也可以实际测量出来）；Sc 为铁芯截面积，单位为cm2；μ为铁芯导磁率（普通热轧硅钢片为400～500，冷轧硅钢片为800～1000）本例中硅钢片的导磁率μ取500，如所用铁芯中心舌宽A取3.5cm , Ic取19cm，将上面的数据代入则可以算出一、二侧的数据。

4 变压器二次侧绕组匝数的计算

其计算可按如下公式进行：

因变压器的二次侧有4Ω和8Ω两个绕组，所以应该分别计算

5 两边绕组线径的计算

上面实例中提供的直流工作电流I=250mA，该电流为两只功放管的工作电流，由于一次侧变压器线圈中既有直流又有交流，在计算导线直径时，应该按照直流分量的平均电流计算。

最后需要说明的是上面关于输出变压器的计算并没有考虑所有的因素，在实际制作中还需要从以下3个方面把控产品质量。

1）铁芯的选择

当变压器在音频范围内工作时，无论是铁损还是铜损都比工频运用时的损耗高出许多，这些损耗将直接导致变压器的传输效率降低，音频功率损耗加大，输出音频功率无法达到设计要求。所以为了减小功放电路的功率损耗，可从减小变压器的漏磁通入手，选用窗口截面积与横截面积之比较小，铁芯旁柱宽度等于横截面中心柱宽度，中心柱两侧空位宽度等于旁柱宽度，且厚度为0.35mm以下的优质冷轧硅钢片做铁芯。

2）一二次侧绕组的绕制

由于推挽功放电路是对称性的，要求给两只对管屏极供电的输出变压器的两个一次侧绕组也要对称，另外为了提高功放电路的高端频响，需要变压器采用分层、分段、叠绕的方式绕制，即：输出变压器的一次侧线圈要求以B+为中心端，将一次侧线圈分为P1与P2两组，每组各分成三段，上下相同，相邻放置，同方向绕制，将二次侧线圈分为二段夹于一次侧中间。采用这种绕法的好处是各绕组的分布电容呈串联连接，结果会使分布电容进一步减小，有利于提高上限频率，扩展通频带。在绕制过程中，线一定要拉紧，但不一定要像机器绕制那样整齐，允许少量乱层。二次侧绕组尽量稀绕，不可像一次侧那样密绕，不管是一次侧或是二次侧所用的漆包线一定要选用高强度的漆包线 。切不可信手拈来随便就用。

3）层间绝缘的处理

输出变压器的绕组之间、匝与匝之间具有交直流两种电位差，叠加后的电压峰值过大容易发生绕组击穿现象，为了避免这种现象的发生，层间绝缘是必须做好的工作，通常的做法是每层绕组间垫入一层0.05mm厚的薄膜，如果有时间可以采用绕一层均匀刷一层快干漆，这样既可以大大提高绝缘强度，又可以防止上下层导线相互嵌入增大线间电位差造成匝间短路的后果。变压器绕制完成后应进行预先干燥，其目的是驱除铁芯、绕组、绝缘材料中的水分，干燥过程中的温度以绝缘材料的耐受温度+10℃为宜，烘干时间设置4小时左右。烘干后待其冷却到50℃～70℃时就可以浸漆。在浸漆过程中应充分浸透，等到漆槽中的气泡停止20min后拿出、滴干余漆后，在70℃～80℃的环境中慢慢烘干。

总之，只有精雕细作，踏实做好每个环节，才能得到一件称心如意的产品。

[1]郑国川，李洪英主编.电子管功放设计和装调技术.福建科学技术出版社，2005.

[2]徐松森，徐柏华主编.高保真胆机制作详解.电子科技大学出版社，2002.