【电子行业标准(SJ)】 中小功率音频变压器设计

中华人民共和国第四机械工业部指导性技术文件
中小功率音频变压器设计
SJ/Z1850—81
工作储况
信号源内阻Ri
初级输入阻抗Ra
及允许变化范围
次级负载阻抗R：
出功率P
1.各极直流电压
直流电流
2.工作于甲类、
甲乙类、乙类
工作环境条件
其它特殊要求
频率特性
直流电流
不平衡度
失真度
静电屏蔽
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第一部分
计算公式，曲线和例题
一、工作条件和技术指标
输入变压器
输出变压器
扬声器用的
两种任
应给出电感分量
给一种
电子管、晶
体管输入电
容，安装、
引线电容
①“O”表示：带要时才给出要求，“V”表示必须给出要求
信源内进
②阻抗关系的定义见右图：
线闻变压器
两种任
给一种
初般输入匪抗
级间变压器
两种任
给一种
次敏负戴电阻
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二、电参数计算
1.根据给出的工作情况进行分析，确定相应的等效电路：
一般音额变压器
一般音频变压器
并馈的输出变压器
一般晶体管电路音频变压器（低指标、电阻负载），初次级均接低阻的音频变压器，线间变压器
升压比较高的输入变压器：级间变压器（初级接三极电子管，次级高阻）：调幅变压器（不用高额元纲络时）四极，五极管（电子管）输出变压器：初级并有电容的晶体管电路音频变压器。
扬声器用输出变压器
其中：U,为信号源电势
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用高频元纲络的调幅变压器：级间变压器（电子管电路初级接四、五极管，次级接高阻）
U,为反射到初级的次级电压
R?为反射到初级的次级负载电阻加次级铜阻C2为反射到初级的次级电容；
L为反射到初级的扬声器音圈电感R为反射到初级的场声器音图电阻R,=Ri+r
R信号源内阻
2.几种基本参数的计算
（1）效率nr：当整机未给出要求时，可参考下图选用，但是，在下列情况下应将值适当提高：
当变压器用于以干电池作电源的设备时：当变压器采用坡莫合金或高u铁氧体时。（2）圈数比：
对推挽电路：
（3）铜阻：a
甲类放大电路用的变压器
r=r2=0.5R（1-nl）
r,=rix(2)2
C.：初级电容
2R，+r
P (瓦）
b乙类放大电路用的变压器按热效应选导线者ri（乙类）=0.414Raa（1-n）
r2（Z类）=0.586Raa（1-）
r2（乙类）=r2（乙类）×（）
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注：小功率晶体管放大电路虽然用乙类放大，但电流很小，不考虑其发热情况，可仍应按“甲类放大”公式。
(4)Ri,R，α:
甲类放大电路用的变压器
R,=Ri+r
Ri(WL)\R,+r,-R,-11
αR:/R,
对推挽电路R，（推挽）2Ri（每臀）+1b
乙类放大电路用的变压器
R，（乙类）
4Ri（每霄）+r
(-WL)\R2+r?
（5）初、次级电压UU，和初级感应电势e1：a
已知输入电平的分贝数时：
U,=0.775×1020
er=0.5(1+nr)U,(V)
b已知输出功率时：
U2-VP,R,(V)
e,=0.5(1+n.)U,(V)
注：①当计算初级磁通密度B～时应用e进行计算，()
U=(W)nrU,(V)
U,-(W)
②无论是单边或推挽电路代表初级总铜阻r'代表次级总铜阻（换算到初级）R.和R代表换算到初级两臂的负载W，代表初级总圈数W，代表次级总圈数
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3.等效电路Ⅱ低频特性的计算
懒率幅度猪程
输入阻抗计算公式
2af低L，
2af低L1
R/2mf低L
R2/2元f低L1
额率特性计算公式
中低tg1
R并一
2元f低L
2元f低L
单特性
检入阻抗
【例】：已知，Ri=6000
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Ra=600Q允许变化30%
30Hz时—1db
计算：r~r=0.5Ra（1-）=0.5×600×（1-0.9）=300R,=Ri+r,=600+30=6302
R;Ra-r600-30=5709
R并=630×570/（630+570）~300一1db时，R并/2元f低L，～05
1z|/R，~0.7时R2/2元f低L1~1
2元f低
2元f低
元×30
2元×30
比较两个结果，应取L，=3.2H（在结构计算时应适当加大L，值）4.等效电路I低频特性的计算
输入阻抗计算公式
Q*+(X-×)
Q临界=1.555
-t,-1Qx
等效电路图
人阻抗
X-f/ht。
颗率特性计算公式
中低邮t-
f峰=f/
Q临界=
Q最大=
）++（Q+
主（Q+)
1-0.5（Q+
03040506081
x=t/f。
(取正值）
颗率幅度特性
049508
2元fo
x-f栋
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孕福度特性
2元foCR?
fo=1/2元VLC
选择Q值的原则：
[Hz】
率福度特性
全面考虑」Z」/R的变化情况和频率幅度特性等两个方面的要求。这种等效电路实际用在电压放大输出级并馈电路中，通常是在要求高指标时才用并馈电路。如果不考虑「2「/R！的变化情况，则|z|严重变化的结果，将引起过大的非线性失真。
【例】
已知R，=10K9
频率特性30Hz时-1db
计算L和C值
R=20KQR-6002
Ra=20K9允许变化30%
输出电压7.75V
0.9×2×10
7.75×5.5=47,5V
Um=2U.67V
6N1须输出的电压达67V，故必须考虑使输入阻抗【Z|相当稳定，避免由于Z/R！值变化过大而引起电子管板极电压的失真。按所给要求，由|Z1/R曲线，|Z/R2=0.7时应取Q～1
r=0.5Ra（1-n）=0.5x20000x（1-0.9)1000~r+R1+R=1000+10*×2×10*
R,=ri+
10*+2×10+
R,Ra-r,20,000-1000=19000g
α=R;/R=19000/7700~2.5
由频率特性曲线
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则—idb时
：.fo=f/0.95=30/0.95=31.6Hz
f/f.~0.95
L，=QR：/2元fo=1×19000/2元×316=96H（结构设计时适当加大）C=1/4元2f2L，=1/39.5×（316）2×96=0.265uf（再选用标准系列容量）
问题讨论：
另外几种选择Q值的方法，就会得到完全不同的结果：α单纯强调|Z|/R2特性的平坦，从|Z|/R2曲线上选用Q=1.41的结果b单纯从频率特性出发，用临界Q值Q临界一
±J1-0:8(聚±等)取Q=0,20时的结果（对Q=1.39和Q=1.41合并讨论）Q
5.等效电路W高频特性的计算
等效电路图
最小/Z/R值
输入限抗计算公式
1+（Xe）
30Hb数
电声指标好，但变压
器太大
变压器小，但输出电
压较大时严重失真
电声指标符合要求
频率特性计算公式
(R,+R-)
中-t-
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2mfLs/(R+R2）
2fLs/R2
率幅度特性
输入阻抗
【例）：已知条件同6页例题，要求15KHz时-1db，11/R<1.4Ri-570
查曲线一1db时
1Z1/R=1.4时
R+R=12002
2元fLs/(R,+R;）=0.5
Ls=6.36mH
2元fLs/R=1
Ls=0.5×1200/2x×15000
Ls=570/2元×15000=6.05mH
应满足Ls<6.05mH（结构设计时应进一步减小）9
6.等效电路V高频特性的计算
等效电路图
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输入阻抗计算公式
QX\+(1-x)
Q临界=1.555
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1午/h
输入阻抗
额率特性计算公式
(1+1-x*)*+x*(Q+
9高-t
f锋=fo
1+1-x*
（只有当α>1时才出现峰值）
Q临界
Q最大
(取正号）
频率幅度持性
没孕惯度特性Q-141
2元foL
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频季帽度特性Q=125
2元foCiRI-RIVC
fo=1/2V/LsC)（Hz）
等效电路V中C的组成部份
本等效电路主要用于：升压比较高的输入变压器：级间变压器（初级接低内阻三级管，次级接高阻）：以及不用高频元纲络的调幅变压器。下面分别讨论不同情况下的C2组成部份，输入变压器和级间变压器
C.包括下列部份
变压器次级层间分布电容：
变压器次级对铁心分布电容：
变压器次级对静电屏蔽层分布电容（或初次级间的分布电容）变压器次级对密封罩或磁屏蔽罩分布电容：变压器次级电子管输入电容（对三极管）C栅阴+（1+K）C栅屏K为电子管放大级增益
由变压器次级接到电子管栅级的屏蔽线的分布电容。Cg-(W2)C,
调幅变压器
C，包括下列部份
C,=(W)2C
调幅变压器次级分布电容（包括对油箱壁的分布电容）：调幅阻流圈分布电容：
高频末级傍路电容及槽路电容和外加的电容，其中外加电容和高末级路电容是主要组成部份。大、中功率发射机中，由于负载阻抗较低，允许电容较大，变压器，阻流圈分布电容往往可忽略。Ct- (W2)3C2
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