Yükselteç için trafo hesabı nasıl yapılır
Yükselteç için trafo hesabı nasıl yapılır
Giriş
Genellikle dersleri kendimiz hazırlıyoruz. Ancak çeviri olanlar da var.
Örneğin Microcap dersleri aslında İtalyanca'dan çeviridir.
Aşağıdaki ders İspanyolca olarak hazırlanmış. Sonra silinmiş.
Faydalı olabileceği düşüncesi ile Türkçe'ye çevirdik.
Trafo sarımını buradan izleyebilirsiniz.
Trafo
Trafo ortak bir çekirdek ya da merkez etrafına iki sargı sarılması ile oluşan, akım ve gerilimi değiştirebilen bir kıvıl bileşendir. Demir ve slikon karışım levha ve varaklar çekirdeği teşkil eder. Bu alaşım mıknatıssal gecikmeden kaynaklanan kayıpları azaltır ve demirin direncini arttırır.
Trafo nasıl çalışır?
Bir trafonun akım ya da gerilim değişikliği, ilk sargının çekirdekle beraber ürettiği mıknatıssal alanın ikinci sargıyı etkilemesi sonucu meydana gelir. Trafonun gerilim ve akım değişimi birbiri ile ters orantılıdır. Trafo gerilimi arttırdığında akım azalır, gerilim düştüğünde akım artar. Buradan şöyle bir sonuca varabiliriz: trafoya verdiğimizden fazla enerji alamayız.
Her ne kadar ilk ve ikinci sargılar karton, mumlu kağıt ya da plastikle yalıtılmış olsa da mıknatıssal alan yine de bunların içinden geçer.
İlk sargının sarım sayısı ile ikinci sargının sarım sayısı arasında bir ilişki vardır. Bu ilişki trafonun çıkış gerilimini belirler.
İlk sargı sayısı ikinci sargı sayısına eşitse (1:1), giriş gerilim ve akımı çıkış gerilim ve akımına eşittir. Bu durumda trafo, akımsız yalıtım sağlar.
İkinci sargının sarım sayısı değiştirilerek çıkış gerilimi değiştirilebilir. Örneğin ilk sargıda her sarım için, ikinci sargıda üç sarım saralım. Bu durumda girişten 10 volta uyguladığımızda çıkışta 30 volt olacaktır. İlk sargıdaki her üç sarıma karşılık ikinci sargıda sadece tek sarım saralım. Bu durumda girişten 30 volt uyguladığımızda çıkış 10 volt olacaktır.
Aşağıda, yükselteç ya da herhangi bir cihaz trafosunun niteliklerini anlamak için pratik bir yöntem gösterilecektir. Aslında trafo hesabı için çeşitli yöntemler vardır. Bizim önereceğimiz yöntem ihtiyacımız olan trafo modelini belirlemede oldukça doğru ve basittir.
Başlangıç noktası eğer yükselteç iki kanallı ise her kanalın ilettiği gücü belirlemektir. Eğer yükselteç iki kanallı ise her kanal gücün yarısını iletecektir. Yükselteç tek kanallı ise toplam güç tek kanala iletilir.
Bir örneğe bakalım: 100 watt'lık iki kanallı bir yükseltecimiz varsa, her kanal 50 watt'dır. Bu da her kanalın ilettiği gücün 50 watt olduğunu gösterir. Bu durumda 8 ohm hoparlörler kullanacağız, yani RL hoparlörün tam direnci 8 ohm'dur ve çıkış yonga devresinin üreticisi veya tasarımın kendisi tarafından belirlenir. Bu yükselteci besleyen trafonun gerçek gerilimi ("kare kök ortalaması"), yükselteç tarafından tüketilen gerilimin ikinin kare köküne bölünmesi (1.4141) ile elde edilir. Kayıplardan dolayı bu değeri bir iki volt kadar arttırmak önerilir.
Örneğin yükselteciniz 34 volt DC ise besleniyorsa trafo gerilimin kare kök ortalaması aşağıdaki gibi hesaplanır:
Gerilimin kare kök ortalaması = 34/ √2
= 24 volt AC
Gerilim kare kök ortalama cinsinden 24 volttur.
Bu 24 volta yaklaşık 2 volt eklemek önerilebilir. Böylece 26 volt AC bulunur.
["Hesaplamalarda kare kök ortalamanın kısaltması için KAK kullanılmıştır"]
Trafonun gücü çekirdek boyunu belirler. Güç trafo gerilimi ile akımının çarpılması ile bulunur. Yani:
TG = V KAK x I KAK
Önceki örnekte gerilimin 24 volt (KAK) ve akımın 5 amper olacağını belirledik. Bu yüzden güç şuna eşit olacaktır:
TG= 24V X 5Amper = 120 watt
İkinci sargıya iki volt eklemenin nedeni trafonun doğal direncinden ve köprü diyotlardan kaynaklı kayıplar için bir fazlalık bırakmaktır. Trafonun istenen akımı verebilmesi ve doğru çalışabilmesi için uygun kalınlıkta bakır tel ile sarılmalıdır.
İkinci sargı tel kalınlığı nasıl bulunur
İkinci sargı için doğru tel kalınlığını bulabilmek için yükseltecin çektiği akımı bulup AWG tablosuna bakmalısınız. Bu durumda yükselteç 5 amper akım çeker, bunu yükseltecin watt değerini (ikinci sargının) çıkış gerilimine bölerek bulduk. AWG tabloya baktığımızda 16 kalıp kalınlıktaki telin 5,2 amper kaldırabileceğini görürüz, pratikte ise daha ince örneğin 17 kalıp kalınlıkta tel kullanılabilir. (Tel kalınlığında bir birimin altına inmeyin. Bu trafonun aşırı ısınmasına ya da istenilen gücü verememesine neden olabilir.)
Tüketilen amper, yükseltecin gücü trafo çıkış gerilimine bölünerek bulunabilir. Eğer yükselteç transistörlerden oluşuyorsa, ikinci sargıya transistörlerin çektiği akım eklenmelidir. Eğer bir yükselteç 4 tane 2SC5200 transistörle çalışıyor ve her biri 1,3 amper çekiyorsa, toplam akım 5,2 amperdir ve bu da 16 kalıp kabloya dek gelir.
İlk sargı tel kalınlığı nasıl bulunur
İlk sargı tel kalınlığını bulmak için önce amper cinsinden akan akımı bulunuz. Bu yükseltecin watt değerini şebeke gerilimine bölerek bulunur.
Bu örnek için şebeke gerilimi 120 volt olsun.
Amper = Watt KAK / Giriş gerilimi
Bu da eşittir:
Amper = 120W / 120V = 1 Amper
120 watt'ı 120 volt'a bölersek: 1 amper. Eğer AWG tablosuna bakarsak en yakın tel kalınlığının 23 olduğunu görebiliriz.
Trafo çekirdeğinin alanı nasıl bulunur?
Çekirdek bölümü ile toplam güç arasında şöyle bir bağıntı vardır :
Çekirdek bölümü = √ TG
Çekirdek bölümü toplam güçün kare köküne eşittir.
Trafonun gücünü 120 watt olarak hesaplamıştık. Bu nedenle çekirdek bölümü :
Çekirdek bölümü = √ 120 = 10.95 santimetre kare
Bu, 3,3 cm genişliğinde 3,3 cm uzunluğunda bir çekirdeğe ihtiyacımız olduğu anlamına gelir, bu da 10,89 santimetre kare bir çekirdek alanına eş değerdir ancak mutlaka kare olması gerekmez. Buna en yakın levha ya da plaka uzunluğu 3,2 cm olandır. Bu alanı elde etmek için yaklaşık 3,6 cm genişlik veren sayıda levha yerleştirmemiz gerekir. Bu iş için kullanılan ticari kalıp 3,2 cm'ye 4 cm dir ve 163 Watt güç verebilir.Bu güç çekirdek alanın karesini alarak bulunur.
3.2 x 4 = 12.8 cm2
12.8 x 12.8 = 163.84 W
Yeterli güç ve kolay kablo sarımı için her zaman daha büyük çekirdek kullanmak iyidir.
Resimlerde trafo çekirdeği üstten görülüyor. Çekirdek uzunluk ve genişliğin santimetre cinsinden çarpımı ile bulunur. Bu en azından bahsettiğimiz gibi hesaplanan değere tekabül etmelidir. Daha büyükse, ek güç kazancı sağladığı için daha iyidir.
Bakır telin sarım sayısının hesaplanması
Sabit bir 42 sayısı var, bu sayının nereden geldiği hakkında detaylara girmeyeceğiz. Amacımız matematiğe dalmak değil, az bilgi ile insanların trafo yapabilmesidir.
Bakır telin sarım ya da tur sayısını hesaplamak için, örneğimizde 42 sayısı 12.8 cm2 bölünüyor, bu rakam da 3.2 x 4 çekirdeğin alanıdır.
Sarım sayısı= 42 / 12.8 Cm2
42 bölü 12.8 = 3.28 tur kablo volt başına
Bu ilk sargı için, prizden gelen 120 voltun 3.28 ile çarpılması demektir, bu da 393 tur bakır tel demektir. Eğer yere şebeke gerilimi 220V ise, 220 voltu 3.28 ile çarpın, bu da ilk sargı için 721 tur teldir.
İkinci sargının sarım sayısını bulmak için 26 volt trafo gerilimini 3.28 ile çarpın, böylelikle 85 tur bulacaksınız.
Tel kalınlıkların ve sarım sayılarını öğrendikten sonra artık trafomuzu yapabiliriz.
İki trafonun basit olarak bağlanması
Eğer orta uçlu bir trafo bulmakta zorlanırsak, kolay bir çözüm iki basit (orta uçlu olmayan) trafonun bağlanmasıdır.
Şekilde iki basit trafoyu bir tane orta uçlu trafoya dönüştürmek için doğru bağlantının nasıl yapılacağını göstermektedir. Ek olarak, demir miktarı iki kitanı çıktığı için güç miktarı biraz artar ve her iki trafonun randımanı iyileşir.
Paralel trafolar
Bazen yüksek akımlı trafo bulmak ve malzemelere erişmek zor olabilir. Çözüm iki trafonun paralel bağlanmasıdır. Akım iki katına çıkar, gerilim sabit kalır.
Örneğin TDA7294 ile 300 W yükselteci çalıştırmak için 12 amperlik 18+18 volt AC trafoya ihtiyacımız var. 6 amper akıma sahip iki 18+18V AC trafoyu paralel bağlamak bu uygulama için ön görülen trafoyu bize sağlayabilir.
Yorumlar