Wie erstelle ich große Induktivitäten (1H) für Audio-Zwecke?

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Ich baue einen Röhrenverstärker und habe mich dazu entschlossen, einen 5-Kanal-EQ hinzuzufügen. In der Vergangenheit wurden in Gitarrenverstärkern ausschließlich passive RLC-Filtersysteme mit großen Induktivitäten von 0,5 bis 2 H für den 80-Hz-Kanal verwendet.

Ich weiß, dass es heutzutage kleiner wäre, einen aktiven Operationsverstärkerstil zu verwenden, aber ich mache dies als Hobby und möchte versuchen, einen passiven zu machen. Ich war ein wenig überrascht, dass Digikey keine kleinen Induktivitäten über ~ 100mH führt. Ich vermute, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass sie seit dem Aufkommen von DSP- oder aktiven kondensatorbasierten Filtern nicht mehr für Kleinstromanwendungen verwendet werden.

Irgendwelche Ratschläge zum Erstellen großer 1H-Induktivitäten mit <1 mA Strom, bei denen nicht 300 Windungen durch einen 1 "-Rotor gewickelt werden?

Oder weiß jemand, wie sie historisch gemacht wurden, wirklich feiner Draht, den ich mit vielen Umdrehungen schätzen würde?

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MadHatter
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Ich habe viele dieser alten Induktoren, die ich als Kind verschleiert habe. Sie sind sehr viel wie Tim beschreibt. Im Grunde wie ein Transformator gebaut, aber mit dünneren Stahlblechen gestapelt. Schwer. Einige wiege ich ungefähr ein Kilo. Ich habe auch diejenigen, die zum Anpassen der Plattenimpedanz an die Lautsprecherimpedanz zum Antreiben von Lautsprechern verwendet werden. Auch schwer, wenn auch normalerweise ungefähr ein halbes kg. Ich habe Boxen (und ich spreche hier von 4'x4'x3'-Boxen) mit Vakuumröhren gespendet, die ich vor ungefähr 15 Jahren auch in einigen Radioclubs gesammelt hatte. Hoffentlich gut gebrauchen.
Jonk
Hilmar, ich brauche Henrys, nicht milliHenrys, also glaube ich nicht, dass Crossover-Induktivitäten hier funktionieren werden. Guter Versuch.
MadHatter
Wenn Sie am Ende Ihr eigenes aufwickeln und es nicht toroidal ist, ist ein Spulenwickler nicht zu schwierig herzustellen. In einer früheren Arbeit verwendeten wir eine Mischung aus Holz, um das Gewicht zu übernehmen, Legotechnik für die Bewegung und eine dünne Stahlstange für die endgültige Drahtführung. Das war ein Elektromagnet mit einem ziemlich kleinen Spalt und ein paar tausend Umdrehungen für 1A; Viele Kernformen wären einfacher
Chris H

Antworten:

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Die Primärwicklung eines kleineren Leistungstransformators liegt in der Größenordnung von 1 H.

Der Magnetisierungsstrom für einen solchen Transformator liegt in der Größenordnung von 0,35 A, was bedeutet, dass seine induktive Impedanz beträgt

Z=VI=120 V0.35 A=343 Ω

Dies bedeutet, dass die Induktivität sein muss

L=Z2πf=343 Ω6.283260 Hz=0.909 H

Induktivitäten in diesem Bereich verwenden für niedrige Frequenzen die gleichen Konstruktionstechniken wie Transformatoren, jedoch mit nur einer Wicklung.

Dave Tweed
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Ich habe Stahllaminat nicht in Betracht gezogen. Hätte das auch eine höhere effektive Induktivität pro Windung? Immer noch wahrscheinlich größer als ein Toroid mit einer Tonne Windungen, aber eine Überlegung wert.
MadHatter
Ja, viel höher als Ferrit.
Dave Tweed
@ MadHatter, vergleiche einen PC 300W Schaltnetzteil hat einen 1 "Toroid Ferrit Transformator der bei 50kHz arbeitet; ein ähnlicher 60Hz Laminat Transformator von einem alten Farbfernseher hat einen 5lbs Stahlkern. Höhere Frequenz = weiter weg von der Flusssättigung = kleinerer Kern. Aber Das Laminat verursacht mit steigender Frequenz schnell Wirbelverluste, Ferrit jedoch nicht.Die Permeabilität von Ferriten ist viel geringer: typischer 5-mH / m-Stahl, 0,08-mH / m-MnZn-Ferrit, 60-mal schlechter.Versuchen Sie, Ferrit in diesem alten TV-Transformator zu verwenden , und es würde 300 Pfund wiegen. :) Bei Ihrer Entwurfsfrequenz von 80 Hz ist Stahl der klare Gewinner!
kkm
Klein? 0,35 A × 120 V = 42 VAR, sagen wir, es ist 20% der vollen Leistung (wirklich schlechte Zahl), was herauskommt, ist 200 VA oder ca. 3 kg Stahl
carloc
Anstatt einen Transformator zu kannibalisieren, können Sie einfach einen Induktor von DigiKey kaufen .
J ...
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Sie waren wie Transformatoren gewickelt, wie Dave Tweed erwähnte. Sie hatten jedoch eine spezielle Konstruktion, die sich von typischen Leistungstransformatoren unterscheidet: Die Laminierungen waren dünner, so dass sie bei Audiofrequenzen nur geringe Verluste aufwiesen, und sie wurden möglicherweise wegen ihrer Linearität mit Lücken versehen.

Es kann sich lohnen, einen Blick auf die Audio-Transformatoren zu werfen, die für Röhrenverstärker erhältlich sind (z. B. die von Hammond unter www.tubesandmore.com erhältlichen), und sie entweder direkt zu verwenden oder zurückzuspulen.

Es kann sich auch lohnen, nach den größten E-Kernen zu suchen, die Sie finden können, und sie möglicherweise sogar mit Kapton-Klebeband oder ähnlichem zu spalten (um es wirklich richtig zu machen, erhalten Sie den Präzisionsgrund für das Innenbein, aber ich gehe davon aus, dass dies ein Fehler ist Hobbyprojekt, nicht für die Produktion).

TimWescott
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Wenn Sie mit E-Cores arbeiten, möchten Sie vielleicht nach "Lücken zwischen E-Cores und Prototypen" oder ähnlichem suchen - ich vermute, dass Kapton Tape dies tun würde, aber jemand da draußen weiß es zweifellos .
TimWescott
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Topfkerne. Die Wicklung war auf einer einfachen Spule - viel einfacher als ein Toroid - und es ist wahrscheinlich, dass sie näher an 3000 als 300 Windungen (von sehr feinem Draht) liegt.

Die Spule wird dann zwischen zwei Ferritkernen eingepasst, die fest eingespannt sind, um den Luftspalt praktisch zu beseitigen. Einige Varianten hatten eine bewegliche Kugel zur Feinabstimmung über ein paar Prozent, eher wie ein Radio-ZF-Transformator.

Die Signalpegel mussten streng kontrolliert werden, um die harmonische Verzerrung zu begrenzen, da der Kern zu sättigen begann. (Wie bei den heutigen Schaltversorgungskernen gab es verschiedene Ferrite mit unterschiedlichen Eigenschaften, die z. B. eine geringere Verzerrung ermöglichten, wenn Sie nicht die höchsten Werte der spezifischen Induktivität benötigten.)

Nützlicher Suchbegriff: Vinkor war eine der häufigsten Marken. Ich kann später einige Datenblätter ausgraben ...

Brian Drummond
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Für die Herstellung von kundenspezifischen Transformatoren / Induktivitäten stehen viele Materialien zur Verfügung. Als ich das entdeckte, fühlte ich mich ziemlich befreit, weil ich endlich das machen konnte, was ich brauchte.

An der Universität hatten wir eine alte Maschine, um diese Transformatoren aufzuwickeln. Sie brauchen hauptsächlich nur etwas, das sich dreht und zählt.

Ich verstehe, warum Sie keine benutzerdefinierten Windtoroide möchten. Es ist ein Schmerz.

Konkret muss man unter den Kategorien gehen:

  • Spulenkörper (Eine leicht zu wickelnde (aber immer noch schwer zu zählende) Kunststoffbaugruppe
  • Ferritkerne (Es gibt viele verschiedene, aber für niedrige Frequenzen sind Sie meiner Meinung nach nicht zu wählerisch. Diese werden mit Clips am Spulenkörper befestigt.)
  • Magnetdraht. (Auswahl basierend auf durchschnittlichem Strom)
Bonnevie
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Danke Bonnevie, ich möchte Flybacks auf Ferritkernen usw., daher kenne ich mich ziemlich gut mit der Herstellung von Transformatoren aus ... Das Problem ist, wenn Sie Ferrit verwenden, ohne zu einem massiven Kern zu wechseln, brauchen Sie viele Windungen Dieser niederfrequente Stahl hat einen viel besseren Al-Wert.
MadHatter
Ach ja, ich dachte, es gäbe genügend Ferritkerne. Es ist ziemlich schwierig, massive Stahlkerne zu finden, die mit den Spulenkörpernormen kompatibel sind. Ich vermute, dass es für laminierte Stahlkerne nicht möglich ist, die beiden Teile in einer Reihe anzuordnen, sodass kein Luftspalt entsteht.
Bonnevie,
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"Historisch" ist vielleicht nicht das gewünschte Beispiel. In der Vergangenheit hatten Verstärker Pegel von Verzerrung, Rauschen und Netzbrummen, die wir heute vom billigsten Kinderradio nicht akzeptieren würden. Darüber hinaus strahlen alle elektrischen / elektronischen Geräte ein erhebliches elektrisches Rauschen aus, das von anderen Geräten aufgenommen würde.

Das Wickeln von Toroids macht niemals Spaß. Nur Toroide können jedoch sicherstellen, dass Ihre hohe Induktivität kein Rauschen empfängt oder sendet. Dies ist wirklich nicht irgendwo, wo Sie Verknüpfungen nehmen möchten.

Graham
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Dies ist für einen Gitarrenverstärker, Nichtlinearität, zweite und dritte Harmonische, und ein bisschen Summen ist genau das, was ich will.
MadHatter
Ich bin überrascht, diese Antwort von jemandem mit einem Strat in seinem Profilbild zu lesen ...
links ungefähr
@ MadHatter Der Gitarrenpart ist dann wichtig. HiFi-Nüsse sind auch für Röhrenverstärker gedacht, mit einem ganz anderen Ziel. Berücksichtigen Sie jedoch nicht die Probleme mit Netzbrummen und Störgeräuschen. Es klingt vielleicht nicht so schlecht, aber versuchen Sie es mit einem Mikrofon vor sich aufzunehmen oder zu spielen, und Sie können echte Probleme haben. Als Soundman musste ich mit ein paar Gitarristen mit lauten Amps zusammenarbeiten, und zu einem Mann sagten sie alle, sie hätten nicht gemerkt, wie schlimm es war, bis sie auf die Bühne kamen, was kein guter Zeitpunkt ist, um Ihren zu finden Instrument klingt Mist. : /
Graham
@leftaroundabout Ich mag Strats, aber ich verstehe nicht, dass die Elektronik des alten Kits jemals gut war. Manchmal ging es in akustisch interessanter Weise schief, aber meistens ging es einfach schief. Richtige Abschirm- und Erdungstechniken und Puffervorverstärker sind sehr gute Dinge.
Graham