Come creare induttori di grandi dimensioni (1H) per uso audio?


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Sto costruendo un amplificatore a valvole e ho deciso di aggiungere un equalizzatore a 5 canali. Storicamente, quelli utilizzati negli amplificatori per chitarra erano tutti sistemi passivi con filtro RLC, con grandi induttanze di 0,5 - 2H per il canale 80Hz.

So che oggi sarebbe più piccolo usare uno stile op-amp attivo, ma lo sto facendo come hobby e voglio provare a crearne uno passivo. Sono stato leggermente sorpreso di scoprire che Digikey non porta alcun piccolo induttore oltre ~ 100mH. La mia ipotesi è che questo perché nessuno li utilizza più per piccole applicazioni correnti con l'avvento di DSP o filtri basati su condensatori attivi.

Qualche consiglio per la creazione di grandi induttori 1H con <1mA di corrente che non comporta avvolgimenti di 300 giri attraverso un torroid da 1 "?

O qualcuno sa come sono stati fatti storicamente, filo davvero fine, immagino con molti giri?

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Ho molti di questi vecchi induttori che mi sono impigliato da bambino. Sono molto come descrive Tim. Fondamentalmente costruito come un trasformatore ma con fogli di acciaio più sottili accatastati. Pesante. Alcuni ho un peso di circa un kg o giù di lì. Ho anche quelli usati per abbinare l'impedenza della piastra all'impedenza degli altoparlanti per guidare gli altoparlanti. Anche pesante, anche se di solito circa mezzo kg o giù di lì. Ho donato scatole (e sto parlando di scatole 4'x4'x3 ') di tubi a vuoto che avevo anche raccolto in alcuni club radiofonici - circa 15 anni fa. Si spera, messo a frutto.
Jon


Hilmar, ho bisogno di Henrys, non di milliHenrys, quindi non credo che gli induttori crossover funzioneranno qui. Buona prova però.
MadHatter,


Se finisci per avvolgere il tuo e non è toroidale, un avvolgitore a spirale non è troppo difficile da realizzare. In un precedente lavoro abbiamo utilizzato una miscela di legno per sostenere il peso, la tecnica lego per il movimento e una sottile barra d'acciaio per la guida finale del filo. Quello era un elettromagnete con un gap piuttosto piccolo e un paio di migliaia di giri per 1A; molte forme fondamentali sarebbero più facili
Chris H,

Risposte:


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Il primario di un trasformatore di potenza piccolo è nell'ordine di 1 H.

La corrente di magnetizzazione per un tale trasformatore è dell'ordine di 0,35 A, il che significa che la sua impedenza induttiva è

Z=VI=120 V0.35 A=343 Ω

Ciò significa che l'induttanza deve essere

L=Z2πf=343 Ω6.283260 Hz=0.909 H

Gli induttori in quella gamma, per le basse frequenze, usano le stesse tecniche di costruzione dei trasformatori, ma con un solo avvolgimento.


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Non ho considerato il laminato d'acciaio. Avrebbe anche un'induttanza effettiva maggiore per turno? Probabilmente è ancora più grande di un toroide con una tonnellata di curve, ma vale la pena considerare.
MadHatter,

Sì, molto più alto della ferrite.
Dave Tweed

@MadHatter, confronta un alimentatore a commutazione da PC da 300 W ha un trasformatore di ferrite toroidale da 1 "che funziona a 50kHz; un trasformatore simile a 60Hz in laminato di potenza da una vecchia TV a colori ha un nucleo in acciaio da 5 libbre. Frequenza più alta = più lontano dalla saturazione del flusso = nucleo più piccolo. Ma il laminato subisce rapidamente perdite parassite all'aumentare della frequenza, no la ferrite La permeabilità delle ferriti è tuttavia molto più bassa: tipica 5 mH / m di acciaio, 0,08 mH / m di mnZn di ferrite, 60 volte peggio . Prova ad usare la ferrite in quel vecchio trasformatore TV e peserebbe 300 libbre. :) Alla tua frequenza di progettazione di 80Hz, l'acciaio è il chiaro vincitore!
kkm

Smallish? 0,35 A × 120 V = 42 VAR, dire che è il 20% della piena potenza (cifra davvero scadente), ciò che ne risulta è
200 VA

Invece di cannibalizzare un trasformatore, puoi semplicemente acquistare un induttore da DigiKey .
J ...

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Erano avvolti come trasformatori, come menzionato da Dave Tweed. Ma avevano una costruzione specifica che è diversa dai tipici trasformatori di potenza: le laminazioni erano più sottili, quindi avrebbero una bassa perdita alle frequenze audio e avrebbero potuto essere prive di spazio per la linearità.

Può valere la pena di guardare i trasformatori audio disponibili per gli amplificatori a valvole (come quelli che Hammond produce, disponibili su www.tubesandmore.com) e di usarli così come sono o di riavvolgerli.

Potrebbe anche valere la pena investigare usando i più grandi core E che puoi trovare, e possibilmente anche divaricandoli con nastro Kapton o simili (per farlo davvero bene ottieni il terreno di precisione della gamba interna, ma suppongo che questo sia un progetto hobby, non per produzione).


Se vai con i core E potresti voler cercare "spappolare i core E per i prototipi" o qualcosa di simile - Immagino che il nastro Kapton lo farebbe, ma qualcuno là fuori lo sa senza dubbio .
TimWescott,

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Core Pot. L'avvolgimento era su una semplice bobina - molto più facile di un toroide - ed è probabile che sia più vicino di 3000 a 300 giri (di filo molto fine).

La bobina viene quindi inserita tra due nuclei di ferrite che sono strettamente serrati per eliminare virtualmente il traferro. Alcune varianti avevano una lumaca mobile per la regolazione fine di qualche percento, un po 'come un trasformatore IF radio.

I livelli del segnale dovevano essere rigorosamente controllati per limitare la distorsione armonica quando il nucleo iniziava a saturare. (Come per i nuclei di alimentazione di commutazione odierni, c'erano ferriti diverse con caratteristiche diverse, che consentono ad esempio una distorsione inferiore se non sono stati necessari i valori più alti di induttanza specifica).

Termine di ricerca utile: Vinkor era una delle marche comuni. Potrei estrarre alcuni fogli di dati in seguito ...


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Sono disponibili molti materiali per la realizzazione di trasformatori / induttori personalizzati. Quando ho scoperto questo mi sono sentito abbastanza liberato perché alla fine sono riuscito a creare ciò di cui avevo bisogno.

All'università avevamo una vecchia macchina per chiudere questi trasformatori. Principalmente hai solo bisogno di qualcosa che ruota e conta.

Capisco perché non si desidera personalizzare i toroidi. È un dolore

In particolare devi andare nelle categorie:

  • Formatori di bobine (un gruppo in plastica facile da caricare (ancora difficile da contare)
  • Nuclei di ferrite (ce ne sono molti diversi, ma credo che per le basse frequenze non sia troppo esigente. Questi saranno fissati alla bobina con clip)
  • Filo magnetico. (Scelto in base alla corrente media)

Grazie Bonnevie, voglio flybacks ecc. Sui nuclei di ferrite, quindi ho abbastanza familiarità con la produzione di trasformatori ... Il problema è che se usi la ferrite senza andare su un nucleo enorme hai bisogno di molte curve, penso che Dave abbia sottolineato, per questo acciaio a bassa frequenza ha un valore Al molto migliore.
MadHatter,

Ah sì, ho pensato che ci sarebbero stati nuclei di ferrite adeguati. È abbastanza difficile trovare anime in acciaio solido compatibili con gli standard delle bobine precedenti. Immagino che per i nuclei in acciaio laminato non sarà possibile allineare i 2 pezzi, quindi non viene creato alcun gap d'aria.
Bonnevie,

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"Storicamente" forse non è l'esempio che desideri. Storicamente, gli amplificatori avevano livelli di distorsione, rumore e ronzio di rete che oggi non accetteremmo dalla radio per bambini più economica. Non solo, tutti i dispositivi elettrici / elettronici trasmettono un rumore elettrico significativo che verrebbe rilevato da altre apparecchiature.

Avvolgere i toroidi non è mai divertente. Tuttavia, solo i toroidi possono garantire che l'induttanza elevata non riceva o non trasmetta rumore. Questo non è davvero un posto dove vuoi prendere scorciatoie.


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Questo è per un amplificatore per chitarra, non linearità, seconda e terza armonica, e un po 'di buzz è esattamente quello che voglio.
MadHatter,

Sono sorpreso di leggere questa risposta da qualcuno con uno Strat nella sua immagine del profilo ...
leftaroundabout

@MadHatter La parte di chitarra è quindi importante. Anche i dadi hi-fi sono negli amplificatori a valvole, con un obiettivo molto diverso in mente. Tuttavia, non scartare i problemi con ronzii di rete e rumorosità vagante. Potrebbe non sembrare troppo male da solo, ma prova a registrare o suonare con un microfono davanti e potresti avere problemi reali. Come soundman, ho dovuto lavorare con alcuni chitarristi con amplificatori rumorosi, e ad un uomo tutti hanno detto che non si erano resi conto di quanto fosse brutto fino a quando non sono saliti sul palco, il che non è un buon momento per trovare il tuo lo strumento suona male. : /
Graham,

@leftaroundabout Mi piacciono gli Strats, ma non ho idea che l'elettronica sul vecchio kit sia mai stata buona. A volte è andato storto in modi auralmente interessanti, ma soprattutto è andato storto. Le corrette tecniche di schermatura e messa a terra e i preamplificatori buffer sono cose molto buone.
Graham,
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