13GB5 Para SE Amp OPT 중간보고

조회 수: 3981, 2013-09-08 08:15:21(2013-08-17)

 

계속

Core 하고 1 차 권선은 이미 결정 됐습니다.

 

1차 권선수 810 x 2 = 1620 은 좀 모자랄것 같다는 KYJ님의 Comment 도 있고 일반적으로 SE Amp는 저역에 힘이 없다고 합니다. 그래서  1차측의  더 큰 Inductance  를 얻기 위해서 권선수를 늘려 잡기로 했습니다. Inductance는 Core (Gap을포함) 하고 권선수로 결정돼는 Trans 특성 이전의 권선의 고유 특성입니다. 

OPT 특성에서는  Inductance 의크기가  Pass band 의 하한 주파수를 결정합니다.

 

2차 권선은 굵기 층당 권선수를 Data Base 에서 또 실제로 감아보고 AWG23 두줄 같이 Bifilar 로 감기로 합니다.  2차출력에 4 ohm 단자도 추가 해서 아래 그림과 같이 만드렀습니다.  

 

최종층은 8 ohm 를 만들기 위해서  2차  4 ohm 권선의 0.414 배 인 40 Turn 을 감았습니다. Full Layer 가 좀 못 됩니다. Full Layer 는 47 - 48Turn 입니다.(#25 세가닥으로 감으면 Full layer winding 이 됍니다) 1. 2차선 더 감을수있는  공간도 충분 합니다.

  

실제로 Amp 만드러서 Test 했습니다.

 

Amp 출력관의 Unbalance 를  최대 가용 출력에서  위 아래의 Clipping/saturation 점이 같아 지도록 파형을 보면서 교정하고 약간의 파형 Distortion 은 6db  가 좀 넘는 Negative feed back 으로  교정했습니다.

 

주파수 특성은 20hz-30 Khz  변동 없습니다.  60-70 Khz 에 3dB 정도 크기의 Peak 가 있습니다.

Feed back loop 의 고주파  Bypass 용 소용량 Capacitor 로 고주파 영역에서 Positive Feedback 이 안 일어나는 것을 확인하고 이 Capacitor의 용량 조절로  10 Khz 이상의 고주파 특성을 좀더 평탄하게 Trim 할수 있습니다. 20 Khz 이상이면 관심 밖일수도 있지만 잘 만드러진 Trans 는 100 Khz 까지 특성이 Flat 합니다.

 

주파수특성이 충분이 좋아서 (OPT 의 Pass band 가 충분히 넓어서) --  Load Impedance 에 따른 주파수특성 변화는 모두가 대동소이 였습니다. 최대 출력은 2-3 % THD 에서 11W 내외 입니다.

THD 5% 가준에서는 15W 정도 는 됄겁니다. 

 

눈으로 파형을 보면서  Load Impedance 를 바꾸면서 최대 출력점을 읽는 것은 쉬운 일이 아닙니다. (약 2-3% Distortion) 그러나 Plate Conversion Efficiency 에는 약간의 변화를 알아냈습니다.

 

Load Resistance 가  1.5 Khz ( 여기서는 Impedance 와 Resistance 모두 동일) 가 제일 좋았습니다.

 

 

 

두번째 試作  Sample OPT #2

 --1차권수를 1,877 turn 으로 줄여서 1차 Load 가 1.5 K ohm  가 돼도록 합니다.

 

저주파특성은 아주 우수하고 아무런 불만이 없는데도 여기에 손을 대기로 합니다.

 2차 4 ohm 권선은 AWG23 Bifilar 로 Full layer winding 이 98-99 Turn 이돼여 이것은 고처 지지 않고 또 그러고 싶지도않습니다. 2차를 고정하고 1차 권선으로 조정 합니다.

 

자작에는 작은 권수가 감기 쉬운것은 두말 할 것도 없습니다. 1차 권수를 줄이면 당연히 Main Inductance  와 동시에 Leakage Inductance 와 Stray Capacitance도 약간이나마 감소 합니다.  Trans 의 전체 Band Pass 특성이  높은 주파수 쪽으로 이동합니다.

 

60-70 Khz 의 Peak가 약간 높은 주파수쪽으로 이동할 것이고  저역의 이동도 생기지만   출력관 rp 가 낮아서 별 큰 변동이 없기를 바랍니다.

KYJ 님 말로는 OPT 의 주파수특성이 100Khz 까지 평탄하면  많은 악기가 동시에 소리를낼때 고역이 보다 더 깨끗하게 들린다고 합니다. 아마 Intermodulation Distortion / 2nd Harmonics 비의 상대적인 감쇠작용이 아닌가 추측 해봅니다. 

10-30 Hz 는 소리라기보다는 몸으로 느끼는 진동입니다. 고역 소리가 깨끗해진다면 고역으로의 Pass Band의 이동은 의미없는 (Spec 으로는 중요함) 초저역 보다는  높은 쪽에 비중을 더 두는 것이 좋다고 생각 합니다. 첫 시작 OPT 하고는 반대 개렴의 설계 입니다.  --  우선 만드러서 특성Test 하고 소리도 드러봐야 겠지요.

OPT #2

보내주신 Bobbin으로 다시 감았습니다. 전과 같은 조건 (1W P out. NFB 10db 정도) 에서 예상한대로  고역의 평탄한 부분이 110 Khz 까지 늘어났습니다. 200 Khz 까지는 서서히 감쇠합니다.

저역은 Scope로 보았슬때  별로 달라진 것 같지 않습니다.

 

NFB 없이는 10-20  Hz 에서 1-2 db 가 감쇠돼고 30 hz 부터 고역 60 Khz 까지는 평탄하고

서서이 감쇠하다  170 Khz 에 작은 Peak 가 있습니다. 

 

일차 Inductance 의 감쇠 보상으로  Gap을 약간 줄여서 양쪽합해서 7.5 mil 로 만드렀습니다.

120Hz 에서 1차 Inductance 가 6.85 H,   2차를 short 하면 2.2mH 가 돼서 Q factor는 3,114 로

상당히 좋은 값이 나왓습니다.

 

간단히 만든 Amp 로도 Pout 는 THD 2-3% 에서 14-15W (Pin=295v x 140ma=41.3W) 였습니다.

Trans 의 권선비가 예측한대로 잘됐습니다.

 

Bobbin 의 권선용 수직방향 공간이 반 정도 남아서 다음 개량은 좀 두껍게 감고 Bobbin 폭을 줄이고 자로를 10% 정도  단축하는 것입니다. 욕심을 낸다면 Core 의 단면적도 10-15% 정도 크게 하고 싶지만 R-core 를 새로 만드러야 가능합니다.  

 

현재 가능한 것은 Core 절단 단축 입니다.

 

 

Bobbin 이 좀 약했습니다.

자로가 줄면 그만큼 Inductance 가 증가하기 때문입니다.
물론 권선방식을 모두 다시 만드러야 하는 번거로움이 있습니다.

감는 직경이 커지면 권선의 DCR,  Leakage L 도 증가한다고 봐야 겠지만, 득이 실보다 크다고 봅니다.
Inductance 증가는 Primary Factor 이고 다른 것들은 secondary effects 들입니다.

종이 3층 정도에 단단히 굳어지는 금속에 쓰이는 Epoxy를 사용하면 강한 원통이 됍니다.

Ham Radio에서는 송신기 의 출력을 Antenna 로 보내는데 --Impedance Matching -- 대단히 중요합니다. 

주로 Toroid Core 로 Matching Trans 많이 자작 합니다.

Bobbin 길이 15mm . Core 의 자로는 30mm 단축 됍니다.

여기에 쓸 Bobbin 은 길이가 최대가 돼도룩 만듭니다.