Parametry transformatora dla wzmacniacza EL34 25W

Pytanie

Parametry transformatora sieciowego dla wzmacniacza audio na lampach EL34 o mocy 25w i dwiema lampami 12ax7

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Transformator sieciowy dla wzmacniacza lampowego z lampami EL34 (2 sztuki) i 12AX7 (2 sztuki) o mocy 25W powinien spełniać następujące wymagania:
  • Moc całkowita: minimum 120-150W.
  • Uzwojenie wysokiego napięcia (anodowe): 2 × 325V AC (dla prostownika lampowego) lub 300-310V AC (dla prostownika półprzewodnikowego), prąd 150-180mA.
  • Uzwojenie żarzenia: 6,3V AC, prąd 4A.
  • Uzwojenie bias: 50-60V AC, prąd kilkadziesiąt mA.

Szczegółowa analiza problemu

1. Moc wzmacniacza i napięcie anodowe

• Wzmacniacz o mocy 25W z lampami EL34 pracuje w konfiguracji push-pull w klasie AB. Typowe napięcie anodowe dla lamp EL34 wynosi 400-450V DC.
• Aby uzyskać takie napięcie po prostowaniu i filtracji, uzwojenie wtórne transformatora powinno dostarczać napięcie:
  • 2 × 325V AC (dla prostownika lampowego, np. GZ34).
  • 300-310V AC (dla prostownika półprzewodnikowego).

2. Prąd anodowy

• Dla dwóch lamp EL34 w konfiguracji push-pull:
  • Spoczynkowy prąd anodowy wynosi 50-60mA na lampę, co daje 100-120mA dla pary.
  • Przy obciążeniu dynamicznym (praca z sygnałem) należy uwzględnić zapas, co daje 150-180mA.

3. Żarzenie lamp

• Lampy EL34:
  • Napięcie żarzenia: 6,3V AC.
  • Prąd żarzenia: 1,5A na lampę, czyli 3A dla dwóch lamp.
• Lampy 12AX7:
  • Napięcie żarzenia: 6,3V AC.
  • Prąd żarzenia: 0,3A na lampę, czyli 0,6A dla dwóch lamp.
• Łączny prąd żarzenia: 3A (EL34) + 0,6A (12AX7) = 3,6A. Zaleca się zapas, więc uzwojenie żarzenia powinno dostarczać 4A.

4. Napięcie bias

• Lampy EL34 wymagają napięcia ujemnego (bias) dla siatek sterujących, typowo w zakresie -35V do -45V.
• Transformator powinien mieć dodatkowe uzwojenie wtórne o napięciu 50-60V AC, które po prostowaniu i filtracji dostarczy odpowiednie napięcie bias.

5. Moc całkowita transformatora

• Zasilanie anodowe: 420V × 0,15A = 63W.
• Żarzenie: 6,3V × 3,6A = 22,68W.
• Bias i straty: około 10-15W.
• Łączna moc: 63W + 22,68W + 15W ≈ 100W. Zaleca się zapas mocy, więc transformator powinien mieć moc 120-150W.

Aktualne informacje i trendy

• Współczesne transformatory sieciowe do wzmacniaczy lampowych są projektowane z uwzględnieniem wysokiej jakości ekranowania, aby minimalizować zakłócenia elektromagnetyczne.
• Coraz częściej stosuje się prostowniki półprzewodnikowe zamiast lampowych, co pozwala na zmniejszenie wymagań dotyczących napięcia uzwojenia wysokiego napięcia.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Prostownik lampowy vs półprzewodnikowy: Prostownik lampowy (np. GZ34) wymaga wyższego napięcia uzwojenia wtórnego (2 × 325V AC), ponieważ spadek napięcia na lampie prostowniczej jest większy niż na diodach półprzewodnikowych.
• Ekranowanie: Transformator powinien mieć ekran elektrostatyczny między uzwojeniami pierwotnym a wtórnym, aby zminimalizować zakłócenia.

Aspekty etyczne i prawne

• Przy projektowaniu wzmacniacza należy przestrzegać norm bezpieczeństwa elektrycznego, takich jak izolacja uzwojeń i odpowiednie uziemienie.

Praktyczne wskazówki

• Wybierając transformator, warto skonsultować się z producentem, podając szczegóły projektu, aby dobrać optymalne parametry.
• Zaleca się stosowanie transformatora o mocy większej niż minimalna wymagana, aby zapewnić stabilność i trwałość.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Parametry transformatora mogą się różnić w zależności od konkretnego schematu wzmacniacza. Warto uwzględnić specyfikę projektu.

Sugestie dalszych badań

• Eksploracja wpływu różnych napięć anodowych na charakterystykę dźwięku wzmacniacza.
• Analiza wpływu jakości transformatora na poziom szumów i zakłóceń w układzie audio.

Krótkie podsumowanie

Transformator sieciowy dla wzmacniacza lampowego z lampami EL34 i 12AX7 o mocy 25W powinien mieć moc 120-150W, uzwojenie wysokiego napięcia 2 × 325V AC (lub 300-310V AC), uzwojenie żarzenia 6,3V AC/4A oraz uzwojenie bias 50-60V AC. Wybór transformatora powinien uwzględniać specyfikę projektu i zapewniać odpowiedni zapas mocy.

Pytanie

Transformator sieciowy dla wzmacniacza lampowego z lampami 2XEL34 i 3x12AX7 omocy 50w

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Transformator sieciowy do wzmacniacza 50 W z 2 × EL34 + 3 × 12AX7 powinien mieć minimum 180-200 VA.
• Uzwojenia wtórne:
  • HT (B+) ≈ 2 × 330-350 V AC / ≥ 220 mA
  • Żarzenie 6,3 V AC / 5 A (odczep środkowy mile widziany)
  • Bias 50-60 V AC / ≥ 20 mA
  • (opcjonalnie) 5 V AC / 2 A – jeżeli stosujesz lampowy prostownik GZ34.

Kluczowe punkty: dobrać zapas prądowy (≥25 %), ekran elektrostatyczny, klasa izolacji min. B (130 °C), bezpiecznik pierwotny ~1,6 A T/230 V.

Szczegółowa analiza problemu

1. Wymagane moce i prądy

1.1 Stopień mocy (2 × EL34, klasa AB)
• Napięcie DC B+ ≈ 450-470 V dla 50 W.
• Średni prąd DC przy pełnej mocy ≈ 2 × 70 mA = 140 mA.
• Razem z driverami (3 × 12AX7 ≈ 8 mA) i 20 % zapasu → ~180-200 mA DC.
• Przy prostowniku diodowym odpowiada to ≈ 220 mA AC ( (I\text{AC} \approx 1,2 I\text{DC}) ).

1.2 Uzwojenie HT
[ V\text{AC(RMS)} = \frac{V\text{DC}}{1,414} ]
[ \frac{460\; \text{V}}{1,414} \approx 325\; \text{V} ]
Stosuje się więc 330-0-330 V lub 350-0-350 V AC. Wyższe napięcie daje „marshallowski” charakter; niższe – mniejsze obciążenie lamp.

1.3 Żarzenie
• EL34 → 2 × 1,5 A = 3 A
• 12AX7 → 3 × 0,3 A = 0,9 A
• Suma 3,9 A; +25 % marginesu → 5 A.

1.4 Bias
Potrzebne –40…–50 V DC regulowane; z uzwojenia 50-60 V AC / 20-30 mA mamy wygodny zapas. Pobór prądu kilku mA, lecz niewielkie uzwojenie poprawia filtrację i stabilność.

1.5 Prostownik lampowy (jeśli używany)
GZ34 / 5AR4 wymaga 5 V AC / 1,9 A. Napięcie HT musi być podbite do ~380-0-380 V AC, by po spadku na lampie (≈ 30-40 V) pozostało 450 V DC.

2. Dobór mocy VA

VA = Σ(U × I) każdego uzwojenia:
• HT: (2 × 340 V) × 0,22 A ≈ 150 VA
• Żarzenie: 6,3 V × 5 A ≈ 32 VA
• Bias: 55 V × 0,03 A ≈ 1,6 VA
• Razem ≈ 184 VA → transformator 200 VA zapewnia chłodny zapas.

3. Konstrukcja i teoria

• Rdzeń EI M6 0,35 mm lub toroidalny. W audio klasycznie wybiera się EI (bardziej „miękki” sag, łatwiejsze podawanie odczepu CT).
• Współczynnik regulacji ≤ 10 % (spadek napięcia pod obciążeniem).
• Ekran elektrostatyczny między pierwotnym a wtórnymi (redukcja brumu o 10-15 dB).
• Uzwojenie 6,3 V można dzielić: EL34 osobno, 12AX7 z odczepem podniesionym o +60 V DC (elevated heater) – mniejszy przydźwięk i wyższa niezawodność katody-włókna.

4. Praktyczne aplikacje

• Klony Marshalla 1987/2204 czy Fender Bassman 50 wykorzystują właśnie ~340-0-340 V AC @ 200 mA i 6,3 V @ 5 A.
• W Hi-Fi (Leak 50, Dynaco MK-IV) spotyka się 375-0-375 V @ 210 mA oraz bardziej rozbudowane filtry CRC/CLC.

Aktualne informacje i trendy

• Coraz częściej stosuje się transformatory toroidalne z ekranami Cu i wstępnie zalewane żywicą (mniejsze pole rozproszenia, lepszy stosunek VA/masa).
• Pojawiają się gotowe SMPS 400-450 V DC @ 300 mA + 6,3 V DC/5 A (MeanWell LHB), lecz tradycyjny transformator pozostaje standardem w aplikacjach gitarowych ze względu na „miękki” SAG i większą odporność na przepięcia siatki ekranowej.
• Rynek DIY korzysta z uniwersalnych serii Hammond 29x, Toroidy.pl TTG-E##-450, ClassicTone 40-18029 (USA).

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Odczep środkowy uzwojenia żarzenia symetryzuje napięcie względem masy i redukuje przydźwięk 50 Hz; alternatywnie stosuje się „sztuczne CT” (2 × 100 Ω do masy).
• Średnica drutu: HT ≈ 0,5 mm Cu (220 mA), 6,3 V → 1,0 mm Cu (5 A); temperatura graniczna ΔT ≤ 55 K.
• Dla 50/60 Hz rdzeń dobieramy wg (Ac \approx \frac{VA}{4,44 f B{max} N_{pri} n}); praktycznie 38×50 mm kolumna EI przewymiarowana o 10 % zapewnia niski strumień i cichą pracę.

Aspekty etyczne i prawne

• Napięcia > 300 V DC są śmiertelne; wymóg zgodności z Low Voltage Directive (LVD) 2014/35/EU i normą PN-EN 60065 lub EN 62368-1.
• Transformator musi być wykonany z materiałów RoHS/REACH-compliant; wymagane podwójne izolacje między uzwojeniami, test Hi-Pot 4 kV/1 min.
• Uziemienie chassis, bezpiecznik w pierwotnym (T 1,6 A), termik 120 °C w karkasie – minimalne środki bezpieczeństwa.

Praktyczne wskazówki

• Projektując PCB lub montaż punkt-punkt, prowadź obwody 6,3 V skręcone i trzymając je blisko chassis.
• Umieść transformator sieciowy pod kątem 90° względem wyjściowego (OPT) dla minimalizacji sprzężeń magnetycznych.
• Jeśli transformator ma dodatkowe odczepy 240/220/200 V, można je wykorzystać do korekcji napięcia B+ w zależności od lokalnej sieci.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Stosowanie większego zapasu VA zmniejsza kompresję SAG – w gitarze rockowej może to odebrać „charakter”.
• Toroidalne konstrukcje są bardziej wrażliwe na DC-offset w sieci (buczenie rdzenia).
• Przy pracy z GZ34 uzwojenie 5 V powoduje dodatkowe grzanie – należy przewidzieć odpowiednią wymianę ciepła.

Sugestie dalszych badań

• Symulacja zasilacza (PSU Designer II) dla różnych kombinacji CRC/CLC i wartości kondensatorów → analiza tętnień i SAG.
• Eksperymenty z aktywną stabilizacją biasu (servo), co pozwala obniżyć wymagania na napięcie pomocnicze.
• Zbadanie wpływu materiałów rdzenia (M0, Hiperco, amorficzny) na poziom szumu i efekty nasycenia.

Krótkie podsumowanie

Dla klasycznego, 50-watowego wzmacniacza 2×EL34 + 3×12AX7 zalecany jest transformator EI 200 VA z uzwojeniami: 330-0-330 V AC/220 mA, 6,3 V AC/5 A, 55 V AC/30 mA (+ opcjonalne 5 V AC/2 A). Przewymiarowanie o ≈10-20 % zapewnia chłodniejszą i niezawodną pracę, a ekran elektrostatyczny i staranne prowadzenie masy ograniczą przydźwięk. Względy bezpieczeństwa (LVD, uziemienie, izolacja 4 kV) są kluczowe przy napięciach rzędu pół kilowolta.