火星人이 만든 Amp - #5

그동안 김계중, 사과 님 두분의 OPT 제작글 올라와서 많은것을 배웠습니다. 

위 사진에서 (1)은 좋다고 알려진 대만제 James JS-6112HS 로 일차 전류를 70ma 까지 흘릴수 있는 10W 용량의 OPT 입니다. 재료가 같으면 무게와 크기로 전력 용량을 판단할수 있습니다. (educated guess) 

제가 갖고 있는 C-core (3) 를 이 Trans 와 비교 판단하면 12-15w 는 가능 합니다. 

이 Core 는 Ham Radio 후배이고 Silicon Valley 에서 같은 동네서 가까이 지내던 김영걸 님이 구해 주신 것으로 한국서 고급 Trans 재료로 이미 검증된 일본 Kawasaki 제 라고 합니다. 

C-core 2개와 Bobbin 2개로 (2) Lundahl IST 식으로 만듭니다(5). 

Trans Spec과 나의 한계

AWG30 선을 1차 권선으로 씁니다. AWG 32 정도 쓰고 싶지만 저의 권선 능력의 한계가 AWG30 입니다. AWG30은 최고 200ma 의 전류를 흘릴 수가 있습니다. 설계치가 64 ma 로 3배 이상의 여유가 있습니다. 

저주파 특성을 좋게 하려면 inductance 값이 커야 하는데 필요이상의 굵은 선으로 감게 됨으로 1차 권선수는 따질 것도 없이 최적 수치에 미달 입니다. (저의 판단)

이론 적으로는 Core 손실을 무시한다면 1차 와 2차 권선 "구리”의 체적은 같아야 합니다

그러나 실질적으로 이들의 체적비는 1차는 가는 선으로 감기 때문에60:40 정도가 됩니다. 

1차 2차 1차 2차, 4층구조로 감기로 합니다. Bobbin 이 2개라서 위로 4층 옆으로 2분할 – 실질적으로 8층구조와 비슷 합니다. 

1차 Impedance 는 설계치 3.4 Kohm, 2차는 8 ohm 로 합니다. 저는 8 ohm 만 있스면 됩니다. 8 ohm 중간에서 윗 층으로 이동 할 때 나오는 선(몇 ohm이 되던 상관 없습니다) 이 외부에 나옵니다. 안 쓰더라도 Tap으로 내기로 합니다. 이상이 저의 Trans 권선 Spec 입니다. 

사용 선의 굵기

1차선 굵기는 이미 정해졌고 2차에서 제일 굵은선은 4 ohm 선입니다.

이 선으로 2차를 전부 감기로 합니다. 

10W 기준으로 W=I x I x R 식을쓰면 I=1.58A

두개의 Bobbin 의 연결은 일차는 직열 이차는 병열로 합니다.

따라서 2차선 전류는 위의 1/2 이 됩니다. 1.58A/2=0.79A 

권선표에서 AWG#23 를 선택 합니다

Bobbin 은 처음에는 만능 PCB 기판으로 둘째 번은 좀더 얇은 제료 로 만든 것이 다음 사진 입니다.

 

1차 권선은 최대 몇번 감을수있나 ? –
그냥 AWG30선으로 감기 시작 했습니다, 어쨋던 1/3 은 1차로 채워야 합니다.
6층을 감으니까 감을 수 있는 높이의 30% 가 되고 권수는 1137이 됐습니다. 40%의 높이를 2차 권선에 주고 나머지 30%는 다시 1차를 감게 됩니다. 두 Bobbin 을 직열로 하면 1차 총 권선수가 1137 x 4= 4548 turn 이됩니다.첫번 Data 가 나왔습니다.
4548 Turn 이 3.4 Kohm 일때 8 ohm 권선수를 알아봅니다. 
Impedance 비 는 권선비의 제곱 입니다.
Z1/Z2=(N1/N2)x(N1/N2) - - Z1=3400, Z2=8, N1=4380, N2= ?,--- 답은N2 = 220.8 2차는 221 turn 이 되고 둘로 갈라서 감는데 꼭 1/2로 할 필요는 없고 일 단 #23으로 감아 보고 결정합니다.  –감으면서 설계 -

2층을 Full 로 감으니까 174 Turn 이 됐습니다. 한층 만으로는 반이 안됩니다. – 좋운 권선술은 Full Layer Winding 이 필수 입니다. Ok 그냥 쓰기로 합니다. 4층은 221-174=47 turn 이 됩니다. 이것으로 Trans design 끝났습니다..

나중에 4층은 자리가 남아서 #25 두줄을 같이 bifilar로 감았습니다. 높이는 줄고 전류 용량은 #23 한 줄보다 좀도 커졌습니다. 감으면서 걱정도 했지만 감고나니 위에 1mm 정도의 수직공간이 남았습니다. 105% 권선이 아니고 98% 가 됐습니다. 

간이 Test 를 Signal Generator 와 Oscilloscope 로 해 보았더니 고역이 좋게 나온 것 같았습니다. 

 
  
다음은 Power Supply 를 만들 차례 입니다.

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•    KDK

     2012.06.27 11:15
  

  독자의 대부분이 진공관 Amp 는 만드렀지만 Trans 까지 만든 분은 
  별로 안 계실 것 같아서 제가 만든 과정을 간단히 정리해서 올렸습니다. 
  
  정열 권선 (整列捲線) 으로 Full Layer Winding 이 Trans 만드는데에는 필수지만 이런이야기 역시 
  지금 단계에서는 이해가 어러워서 별 의미가 없다고 생각되여
  다음 기회로 미루었습니다.

• KDK

  2012.06.27 11:16
  

  미국만 쓰는 단위도 많이 있습니다 
  
  mil 은 1/1000 inch 입니다. 2 mil 이면 복수가 되서 2 mils
  Dia 는 Diameter (직경) 
  Circ 는 Circular- Circ-mils 는 한변이 1 mil 이돼는 면적 
  AWG 는 American Wire Guage

• KDK

  2012.06.27 11:16
  

  1차측과, 2차측 방향 은 저는 항상 모든 권선을 같은 반향으로 감습니다.. 
  정신을 차려도 직열 병열 결선할때 잘못해서 mistake 가 생깁니다.
  
  반대 방향으로 감고 싶다면 그렇게 해도 OK. 상관 없습니다 
  물론 Polarity Check 는 항상 해야 합니다. 
  
  감는데 자기만의 Rule 을 만드러서 하는것이 중요 합니다.
  
  저의 설명이 부족 했습니다
  60%-40% -- 1차 60% 2차 40% 제가(설계자) 할당한 권선 공간입니다 
  좋고 나쁘고 가 아니고 둘 다 같은 것입니다.
  
  1차 공간 60% 를 설계자가 여러층으로 다시 나누어줄수 있습니다.
  예로 60% = 30% + 30 % = 20%+20%+20% 그중간에 2차도 분할해서 감아야 합니다.
  
  저의 권선은 Data Base 없이 60-40 할당으로 먼저 30% 를 감아본 것이
  운좋게 30% 가까이 나와서
  
  30%+ X+30%+Y = 100% 의 4단계로 만든겁니다
  X+Y= 40% --2차에 할당한 공간
  
  
  제대로 다분할 권선을 할려면 "Full Layer Winding" 을 유지해야 합니다.
  여러개의 미지수의 연립 방정식을 푸는 것입니다.
  
  그러기 위해서는 특정 Bobbin 에 관한 권선 Data Base 부터 만드러야 
  하기때문에. 쉬운일이 아닙니다.

• KDK

  2012.06.27 11:17
  

  Curve Tracer 370B 는 최고급 Pro 용입니다. 진공관도 잴수 있습니다.
  불론 Heater 전력은 외부에서 공급 해야 갰지요
  저는 말만 들었지 본일이 없습니다

• KDK

  2012.06.27 11:17
  

  여기 Core 제가 감은 것이 아닙니다. 
  제조 과정/방식 을 설명 한다는 것이- 그만 주어를 저로 보셨습니다.ㅎㅎ 
  
  이철판은 자화율이 Tape 방향으로 더 커서 방향성 Silicon 철판으로
  그 두께도 Eddy Current 를 최소가 돼게 했습니다.

• KDK

  2012.06.27 11:17
  

  중요한 경고 설명이 본문에서 빠졌습니다.
  
  두 권선을 병열 –Parallel- 할 때 반듯이 똑 같은 조건의 권선 만이 가능 합니다.
  권선수 만 같다고 해도 굵기나 권선 위치에 따라서 특성이 미소 하나마 다릅니다.
  
  Trans 의 권선은 일종의 발전기 입니다. 
  Audio Trans 는 20-20Khz 를 취급하기 때문에 한 주파수 60Hz 만 취급 하는 
  전원 Trans 하고는 문제가 다릅니다. 반듯이 Bifilar (두선 같이 감는 것) 방식을 쓰십시오
  
  두 권선의 기전력이 다른 경우 권선 내에 외부에서 알 수 없는 
  순환전류가 흘러서 Trans 를 가열합니다.!!!
  
  또한 가지 알아야 될 것은 2개의 같은 inductance /Impedance 선을 
  병열로 연결해도 그 값이 달라지지 않습니다. 
  
  Battery 두개를 병열 연결 하는 것과 같습니다. 
  달라 지는 것은 전류 용량이 2배가 됩니다.

• KDK

  2012.06.27 11:17
  

  좋은 싱글앰프하나 만들어 보십시요
  
  소리/Amp 의 새로운 지식이 축적되면 좋다는 것에 대한 정의도 달라집니다. 
  따라서 좋은 Amp 의 구상도 달라집니다. 
  
  오래동안 뜹드려서 만든 Amp가 기대에 못 미칠수도 있습니다.
  
  새로 Amp 또 만드러야자요 --

• KDK

  2012.06.27 11:18
  

  여기서 만든 OPT의 특성이 나왔습니다.
  OPT 단독 특성은 아니지만 잘 만드러진것 같습니다

• CW

  2012.11.08 22:43
  

  안녕하세요? 김찬우입니다.
  
  먹고 살기 바빠서 뜸합니다. 출력 트랜스 관하여 질문이 있습니다. 일반적으로 트랜스 코어의 데이터를 구하기가 어렵습니다. 그런데 이 글을 읽다 보니 궁금한 점들이 있어서 문의 드립니다.
  
  1. 최대 출력대비 코어의 크기를 선정하는 법?
  2. 1차측의 Turn 수는 어떻게 정하는가?
  3. 바이파일러감이 혹은 층구조로 감아서 최종 연결하고 일차 이차 선을 뽑는 방법?
  4. 다 감고나서 갭을 넣어 Henry를 맟추는 이유?
  
  시간이 되시면 답변 부탁 드려요. 감사합니다.

• KDK

  2012.11.09 01:55
  

  CW 님 여러가지 질문을 주셨는데 제의 OPT는  적당히 짐작 해서 만든 것으로 "나는 이렇게 만드렀다" 를 설명한 것입니다. 여러분들이 Trans 감는 전문가 사람들은 절대로 "자기가 감는 방식을 남에게 안 가르켜 준다" 고 하기에 올려본 글입니다.

  Trans 를 만드시는 저의 친구분을 소개해 드리겠습니다
  은퇴해서 LA 에 사시는 정귀영 박사 입니다. 한때 한국전력 산하의 연구소 소장도 하셨습니다. 
  kwiyungjung@hotmail.com 으로 연락해 보십시요. 자세히 지도해 주실겁니다.