Considerazioni sull'utilizzo dei trasformatori di alimentazione come trasformatori di uscita S.E.

Ho fatto delle verifiche con l'induttanzimetro sul trafo di uscita dell'ampli a 50V, che nel mio caso non e' un trasformatore audio ma e' un trasformatore di alimentazione da 220/24 V 40VA

Considerato che i trafo di alimentazione posso saturare con correnti continue se non hanno un nucleo sufficientemente grande, e se i trasformatori saturano, distorcono il segnale audio in modo evidente.
Ma considerato che:
1) piu' e' grande un trasformatore di alimentazione (a parita' di tensioni in/out) piu' crolla la sua induttanza, e un trafo con induttanza troppo bassa taglia i bassi nella risposta in frequenza.
1 bis) piu' e' alta la resistenza ohmica sul primario e piu' e' elevata l'nduttanza.
2) piu' aumenta la corrente sul primario e piu' diminuisce l'induttanza (per un 40W un paio di H vuoto, che crollano a 0,8 H con 100 mA, per un 30W 15 H a vuoto, che crollano a 1H a 100 mA), i trasformatori audio al contrario hanno una induttanza elevata (14 H) che non varia al variare della corrente.
3) piu' e' elevata la tensione sul primario, piu' facilmente satura un trasformatore di alimentazione in presenza di correnti continue che lo percorrono.

Occorre quindi trovare un trafo di alimentazione sufficientemente grande da non saturare, ma sufficientemente elevato come induttanza per non tagliare la risposta ai bassi e soprattutto usare basse tensioni anodiche e basse correnti anodiche a vuoto (bassa potenza di uscita).

Meglio ancora se si riesce a equalizzare il segnale nel pre per compensare il taglio alle basse frequenze.

Voi direte, perche' tutto questo sforzo quando puoi mettere direttamente dei trasformatori audio?

Semplice, perche' i prezzi dei trasformatori di uscita audio sono esagerati, molto superiori al loro reale valore.

Preso dal web:

Trasformatore audio S.E.:



Trasformatore di alimentazione S.E:



Trasformatore di alimentazione push - pull:

Ottimo. Vorrei integrare il discorso. I lamierini che costituiscono il nucleo dei trasformatori d'alimentazione tradizionali hanno forma di E e di I. Sono montati a strati alternati e si intersecano fra loro. Cioè si ha il primo strato con E a sinistra e I a destra seguito da un altro con E a destra e I a sinistra e via così a formare il nucleo. Mentre in un trasformatore audio, sempre con i ferri tradizionali, si noterà che tutte le E stanno da una parte a formare un pacco compatto, e tutte le I dall'altra. E in mezzo c'è un traferro, cioè una distanza calcolata, mantenuta tale da un isolante dallo spessore calibrato. La presenza del traferro è essenziale per non far saturare il trasformatore se percorso da corrente continua (nel caso dei circuiti a valvole trattasi dell'anodica della o delle valvole finali). Quindi, se vi sentite abbastanza metalmeccanici, una soluzione può essere quella di smontare il pacco lamellare di un trasformatore d'alimentazione tradizionale, e rimontarlo facendo un bel pacco di tutte le E da una parte e uno di tutte le I dall'altra. Ma attenzione: solo per metalmeccanici duri e puri...

PHIL MASNAGH ha scritto:Ottimo. Vorrei integrare il discorso. I lamierini che costituiscono il nucleo dei trasformatori d'alimentazione tradizionali hanno forma di E e di I. Sono montati a strati alternati e si intersecano fra loro. Cioè si ha il primo strato con E a sinistra e I a destra seguito da un altro con E a destra e I a sinistra e via così a formare il nucleo. Mentre in un trasformatore audio, sempre con i ferri tradizionali, si noterà che tutte le E stanno da una parte a formare un pacco compatto, e tutte le I dall'altra. E in mezzo c'è un traferro, cioè una distanza calcolata, mantenuta tale da un isolante dallo spessore calibrato. La presenza del traferro è essenziale per non far saturare il trasformatore se percorso da corrente continua (nel caso dei circuiti a valvole trattasi dell'anodica della o delle valvole finali). Quindi, se vi sentite abbastanza metalmeccanici, una soluzione può essere quella di smontare il pacco lamellare di un trasformatore d'alimentazione tradizionale, e rimontarlo facendo un bel pacco di tutte le E da una parte e uno di tutte le I dall'altra. Ma attenzione: solo per metalmeccanici duri e puri...

Il problema e' che i lamierini solitamente sono impregnati di resina ed e' quasi impossibile sfilarli senza distruggere il trasformatore.

pilovis ha scritto:

Il problema e' che i lamierini solitamente sono impregnati di resina ed e' quasi impossibile sfilarli senza distruggere il trasformatore.[/quote]

Questo è vero. A me è capitato di poterlo fare... Forse sono stato fortunato. In alternativa, avendo un trasformatorista sotto casa, gli si può chiedere di costruirlo col traferro. Oppure si può disaccoppiare dalla corrente continua mediante un condensatorone, facendo scorrere l'anodica su una resistenza di carico o meglio su un'impedenza, o su tutte e due, che costituiranno il carico anodico della valvola finale. L'altro capo del primario del TA usato come TU può essere collegato a massa o al + dell'alimentazione.

Comunque l'idea di introdurre dei filtri correttivi di banda, per esempio tra la valvola driver e quella finale, può essere interessante anche in funzione di un eventuale correzione della risposta degli altoparlanti all'ampli collegati. In special modo se fossero monovia. Una specie di controllo di toni. Forse questa manciata di componenti costa meno della soluzione precedente.

Rimane il problema piu' grosso che e' quello dell'induttanza molto bassa dei trasformatori di alimentazione.
Bisognerebbe trovare qualche accrocchio strano, tipo serie o parallelo degli avvolgimenti per aumentare l'induttanza del primario, senza variare troppo l'impedenza finale per la valvola.

pilovis ha scritto:Rimane il problema piu' grosso che e' quello dell'induttanza molto bassa dei trasformatori di alimentazione.
Bisognerebbe trovare qualche accrocchio strano, tipo serie o parallelo degli avvolgimenti per aumentare l'induttanza del primario, senza variare troppo l'impedenza finale per la valvola.

Una soluzione possibile: NON far passare la corrente continua nell'avvolgimento, così non si abbatte l'impedenza. Ci vuole però un'induttanza o una resistenza di potenza come carico anodico. E poi un condensatorone tra l'anodo e un capo del primario del trasformatore d'uscita. L'altro capo sarà connesso alla linea di massa o al positivo di alimentazione (bisogna sentire quale soluzione suona meglio). Però alla fine una domanda mi sorge spontanea: qual'è la differenza di prezzo fra un TU e un TA? Tanto per capire quanto valga la pena spingersi a complicarsi la vita.

PHIL MASNAGH ha scritto:

pilovis ha scritto:Rimane il problema piu' grosso che e' quello dell'induttanza molto bassa dei trasformatori di alimentazione.
Bisognerebbe trovare qualche accrocchio strano, tipo serie o parallelo degli avvolgimenti per aumentare l'induttanza del primario, senza variare troppo l'impedenza finale per la valvola.

Una soluzione possibile: NON far passare la corrente continua nell'avvolgimento, così non si abbatte l'impedenza. Ci vuole però un'induttanza o una resistenza di potenza come carico anodico. E poi un condensatorone tra l'anodo e un capo del primario del trasformatore d'uscita. L'altro capo sarà connesso alla linea di massa o al positivo di alimentazione (bisogna sentire quale soluzione suona meglio). Però alla fine una domanda mi sorge spontanea: qual'è la differenza di prezzo fra un TU e un TA? Tanto per capire quanto valga la pena spingersi a complicarsi la vita.

la differenza di prezzo varia da 5:1 a 10:1

Trasformatore da 800 ohm 40W di alimentazione: 18 Euro
Trasformatore di uscita 800 ohm 20W 60 Euro

pilovis ha scritto:


Il problema e' che i lamierini solitamente sono impregnati di resina ed e' quasi impossibile sfilarli senza distruggere il trasformatore.

Credo che per ogni resina esista il solvente adatto, non credo sia impossibile smontare le lamelle da un trasformatore, forse è più noioso rimetterle assieme tutte allineate.

Allora, facciamo il punto:

io ho un trasformatore di alimentazione da 220V con due avvolgimenti secondari separati da 24V, di cui ne uso uno solo per collegarci la cassa acustica.

Posso collegare l'avvolgimento secondario, che non uso, con una resistenza sull'alimentazione per fargli scorrere una corrente continua inversa rispetto a quella che scorre sul primario per annullare la saturazione del nucleo?

Seconda domanda: che corrente devo far passare in questo avvolgimento tenendo conto che nel primario la componente continua e' di 75 mA @ 50V di anodica?

Ultima domanda: non avendo strumentazione a disposizione (oscilloscopio), c'e' un modo empirico per capire la fase del secondario rispetto al primario? Non vorrei fare scorrere corrente in fase con quella del primario e cosi' aumentare la saturazione.

Una risposta forse l'ho trovata:

"Colleghi in serie gli avvolgimenti nei due modi possibili e misuri l'induttanza: il collegamento corrispondente all'induttanza minore e' quello in antiserie, cioe' con gli inizi (o le fini) degli avvolgimenti collegati assieme".

pilovis ha scritto:Allora, facciamo il punto:

io ho un trasformatore di alimentazione da 220V con due avvolgimenti secondari separati da 24V, di cui ne uso uno solo per collegarci la cassa acustica.

Posso collegare l'avvolgimento secondario, che non uso, con una resistenza sull'alimentazione per fargli scorrere una corrente continua inversa rispetto a quella che scorre sul primario per annullare la saturazione del nucleo?

Seconda domanda: che corrente devo far passare in questo avvolgimento tenendo conto che nel primario la componente continua e' di 75 mA @ 50V di anodica?

Ultima domanda: non avendo strumentazione a disposizione (oscilloscopio), c'e' un modo empirico per capire la fase del secondario rispetto al primario? Non vorrei fare scorrere corrente in fase con quella del primario e cosi' aumentare la saturazione.

Tempo fa su Costruire Hi-FI un tipo con un nome francese o greco aveva esposto il suo trasformatore con antisaturazione. Non ricordo bene, ma il concetto era simile al tuo: far scorrere due correnti inverse per annullare la saturescion.

PHIL MASNAGH ha scritto:

pilovis ha scritto:Allora, facciamo il punto:

io ho un trasformatore di alimentazione da 220V con due avvolgimenti secondari separati da 24V, di cui ne uso uno solo per collegarci la cassa acustica.

Posso collegare l'avvolgimento secondario, che non uso, con una resistenza sull'alimentazione per fargli scorrere una corrente continua inversa rispetto a quella che scorre sul primario per annullare la saturazione del nucleo?

Seconda domanda: che corrente devo far passare in questo avvolgimento tenendo conto che nel primario la componente continua e' di 75 mA @ 50V di anodica?

Ultima domanda: non avendo strumentazione a disposizione (oscilloscopio), c'e' un modo empirico per capire la fase del secondario rispetto al primario? Non vorrei fare scorrere corrente in fase con quella del primario e cosi' aumentare la saturazione.

Tempo fa su Costruire Hi-FI un tipo con un nome francese o greco aveva esposto il suo trasformatore con antisaturazione. Non ricordo bene, ma il concetto era simile al tuo: far scorrere due correnti inverse per annullare la saturescion.

Si, il tizio in questione è Ari Polisois, che ha riportato su costruire H-F i suoi numerosi esperimenti e prove.
L'idea non è nuova, comunque Polisois l' ha affinata e brevettata.
Forse un metodo empirico per stabilire la fase potrebbe essere quello di mandare un segnale a bassa frequenza sul primario, e osservare il movimento del cono di un woofer sul secondario.

Un'altro metodo empirico e' quello di collegare una pila da 1,5 volt al secondario e misurare sul primario con un tester in modalita' Vcc la polarita' dell'impulso che si genera quando si chiude il circuito sul primario (attensione alle scosse!).

Comunque io ho fatto con l'induttanzimetro

Dopo un po'di smanettamenti e prove, ecco le conclusioni che sono arrivato:

ho tre soluzioni possibili, utilizzando l'avvolgimento secondario non utilizzato:

Soluzione 1):
Alimentare l'avvolgimento secondario con corrente continua opposta a quella del primario e 9 volte piu' elevata, dato che il rapporto di trasformazione e' di 9:1 (spero il ragionamento sia giusto).
La prova sperimentale ha dato risultati deludenti perche' se succhio 0,66A dal trafo dell'alimentatore, lui si siede dato che e' gia' quasi al limite e poi, anche alimentandolo esternamente con un altro alimentatore, si abbassa il volume di uscita e si appiattisce un po' la banda percepibile ad orecchio (devo capire perche').

Soluzione 2):
collegare il secondario non utilizzato in serie e in controfase al primario per farlo attraversare dalla stessa corrente continua (ma opposta?) e quindi aumentare la soglia di saturazione (satura piu' in alto).
In questo modo pero' l'induttanza totale del primario cosi' realizzato crolla del 30%, inficiando ancora di piu' la risposta ai bassi.
In questo caso pero' i bassi si possono equalizzare nel preamplificatore per compensarne l'attenuazione.

Soluzione 3):
collegare il secondario in serie e in fase al primario, in questo modo la corrente continua di saturazione ha un po' piu' di avvolgimento da percorrere e quindi dovrebbe aumentare la saturazione.
Ma in questo modo l'induttanza totale del primario cosi' ottenuto cresce di un 30% migliorando la risposta ai bassi, ma aumenta un po' la distorsione percettibile a tutto volume.

pilovis ha scritto:Dopo un po'di smanettamenti e prove, ecco le conclusioni che sono arrivato:

ho tre soluzioni possibili, utilizzando l'avvolgimento secondario non utilizzato:

Soluzione 1):
Alimentare l'avvolgimento secondario con corrente continua opposta a quella del primario e 9 volte piu' elevata, dato che il rapporto di trasformazione e' di 9:1 (spero il ragionamento sia giusto).
La prova sperimentale ha dato risultati deludenti perche' se succhio 0,66A dal trafo dell'alimentatore, lui si siede dato che e' gia' quasi al limite e poi, anche alimentandolo esternamente con un altro alimentatore, si abbassa il volume di uscita e si appiattisce un po' la banda percepibile ad orecchio (devo capire perche').

Soluzione 2):
collegare il secondario non utilizzato in serie e in controfase al primario per farlo attraversare dalla stessa corrente continua (ma opposta?) e quindi aumentare la soglia di saturazione (satura piu' in alto).
In questo modo pero' l'induttanza totale del primario cosi' realizzato crolla del 30%, inficiando ancora di piu' la risposta ai bassi.
In questo caso pero' i bassi si possono equalizzare nel preamplificatore per compensarne l'attenuazione.

Soluzione 3):
collegare il secondario in serie e in fase al primario, in questo modo la corrente continua di saturazione ha un po' piu' di avvolgimento da percorrere e quindi dovrebbe aumentare la saturazione.
Ma in questo modo l'induttanza totale del primario cosi' ottenuto cresce di un 30% migliorando la risposta ai bassi, ma aumenta un po' la distorsione percettibile a tutto volume.

Prove interessanti. Non saprei che dire, è un'impresa... Con degli schemi sarebbe tutto più comprensibile...

Queste sono rispettivamente le soluzioni 2 e 3:

Clicca sull'immagine per vederla tutta!

Io ora sto utilizzando la configurazione 2 (quella a sinistra), che tra tutte sembra avere meno distorsione a pieno volume.

pilovis ha scritto:Queste sono rispettivamente le soluzioni 2 e 3:

Clicca sull'immagine per vederla tutta!

Suggerisco le seguenti cose:

1) Provare ad invertire i due capi del primario (e di concerto anche la porzione di secondario attraversata dall'anodica). Potrebbe essere che le capacità parassite degli avvolgimenti diano luogo a risposte timbriche diverse nei due casi.

2) Tenere separati primario e secondario. Poi collegare l'intero avvolgimento secondario tra il positivo e il negativo dell'alimentazione. Naturalmente in controsaturazione e con una resistenza limitatrice di corrente in serie, di valore opportuno. Proverei inizialmente con una corrente piccola.

3) Se la corrente sul secondario è piccola vi si può collegare direttamente l'altoparlante, accettando il piccolo offset che ne deriva (il cono ad ampli acceso sarà un po' più avanti oppure indietro rispetto alla posizione naturale che riacquista ad ampli spento).

4) Se di decide di salire con la corrente nel secondario è forse opportuno disaccoppiare l'altoparlante mediante l'uso di un condensatore elettrolitico, by-passato da uno più piccolo non polarizzato.

5) Per quanto riguarda le distorsioni: si può provare a modificare la resistenza di catodo, e provare ad introdurre una resistenza limitatrice di corrente in serie alla griglia 2 (se connessa a pentodo).

PHIL MASNAGH ha scritto:

pilovis ha scritto:Queste sono rispettivamente le soluzioni 2 e 3:

Clicca sull'immagine per vederla tutta!

Suggerisco le seguenti cose:

1) Provare ad invertire i due capi del primario (e di concerto anche la porzione di secondario attraversata dall'anodica). Potrebbe essere che le capacità parassite degli avvolgimenti diano luogo a risposte timbriche diverse nei due casi.

2) Tenere separati primario e secondario. Poi collegare l'intero avvolgimento secondario tra il positivo e il negativo dell'alimentazione. Naturalmente in controsaturazione e con una resistenza limitatrice di corrente in serie, di valore opportuno. Proverei inizialmente con una corrente piccola.

3) Se la corrente sul secondario è piccola vi si può collegare direttamente l'altoparlante, accettando il piccolo offset che ne deriva (il cono ad ampli acceso sarà un po' più avanti oppure indietro rispetto alla posizione naturale che riacquista ad ampli spento).

4) Se di decide di salire con la corrente nel secondario è forse opportuno disaccoppiare l'altoparlante mediante l'uso di un condensatore elettrolitico, by-passato da uno più piccolo non polarizzato.

5) Per quanto riguarda le distorsioni: si può provare a modificare la resistenza di catodo, e provare ad introdurre una resistenza limitatrice di corrente in serie alla griglia 2 (se connessa a pentodo).

Secondo me la differenza di risposta timbrica e' dovuta a due cose:

nel primo schema la corrente continua sul secondario e' inversa rispetto a quella del primario per cui si sotraggono tra loro diminuendo la saturazione, nell'altro caso invece si sommano aumentando al saturazione.

Poi c'e' l'induttanza che in un caso aumenta (in fase), e nell'altro diminuisce (controfase).

pilovis ha scritto:
Secondo me la differenza di risposta timbrica e' dovuta a due cose:

nel primo schema la corrente continua sul secondario e' inversa rispetto a quella del primario per cui si sotraggono tra loro diminuendo la saturazione, nell'altro caso invece si sommano aumentando al saturazione.

Poi c'e' l'induttanza che in un caso aumenta (in fase), e nell'altro diminuisce (controfase).

E' certo così. Quindi considera di aumentare la corrente di controsaturazione estendendola all'intero secondario. Credo però che non sia il caso di far passare l'anodica attraverso l'intero trasformatore, quindi sul primario l'anodica, e sul secondario una corrente che stabilirai per mezzo di una resistenza limitatrice. Se non ti piace l'idea che la corrente continua attraversi le bobine mobili degli altoparlanti, ci devi mettere per forza un condensatore in serie agli altoparlanti stessi. La sua capacità influenzerà i toni bassi.

Comunque a conclusione di tutte le prove posso dire che il mio tre valvole stereo a 50Vcc con PL504 e trasformatore di uscita con "controreazione" sul secondario come da schema sopra, mi soddisfa pienamente, suono pulito, cristallino e ben presente sui bassi (anche se si potrebbe migliorare), addirittura suona meglio dell'insulto finale con PCL86 a 220 V di anodica che ho costruito qualche settimana fa (ho messo un post su questo forum).

pilovis ha scritto:Comunque a conclusione di tutte le prove posso dire che il mio tre valvole stereo a 50Vcc con PL504 e trasformatore di uscita con "controreazione" sul secondario come da schema sopra, mi soddisfa pienamente, suono pulito, cristallino e ben presente sui bassi (anche se si potrebbe migliorare), addirittura suona meglio dell'insulto finale con PCL86 a 220 V di anodica che ho costruito qualche settimana fa (ho messo un post su questo forum).

Ottimo. Ho una PCL86 nel cassetto che aspetta di essere trasformata in un ampli. Comunque, ribadisco: Se vuoi sentire delle differenze prova un'induttanza sui catodi dei driver. Il suono semplicemente si apre.

Sfogliando i miei vecchi appunti mi sono venute queste idee.
Il secondario è interamente in serie al catodo. La corrente che lo attraversa è uguale alla corrente anodica, la tensione ovviamente no. R3 va ridimensionata sottraendo al valore originale la resistenza in cc delle due sezioni del secondario, una delle quali in parallelo all'altoparlante. In prima battuta si può lasciare la resistenza originale; può darsi che una resistenza un po' più alta migliori la timbrica.

C'è poi un controllo di polarizzazione per la griglia 2. R1 è una resistenza tampone, e va calcolata in modo che la corrente che attraversa la griglia 2 non ecceda mai il valore indicato dal costruttore. Pena danneggiamento della valvola. Può essere che con l'anodica a 50 volt R1 possa essere omessa. Per R2 non saprei, bisogna sperimentare, comunque da qualche migliaio di Ohm in su. Questa resistenza essendo in parallelo al primario potrebbe anche funzionare da smorzatore di eventuali risonanze che potrebbero insorgere nel primario stesso (considera che un avvolgimento ha una componente resistiva, una induttiva e una capacitiva...)

Molto interessante!

pilovis ha scritto:Dopo un po'di smanettamenti e prove, ecco le conclusioni che sono arrivato:

ho tre soluzioni possibili, utilizzando l'avvolgimento secondario non utilizzato:

Soluzione 1):
Alimentare l'avvolgimento secondario con corrente continua opposta a quella del primario e 9 volte piu' elevata, dato che il rapporto di trasformazione e' di 9:1 (spero il ragionamento sia giusto).
La prova sperimentale ha dato risultati deludenti perche' se succhio 0,66A dal trafo dell'alimentatore, lui si siede dato che e' gia' quasi al limite e poi, anche alimentandolo esternamente con un altro alimentatore, si abbassa il volume di uscita e si appiattisce un po' la banda percepibile ad orecchio (devo capire perche').

Soluzione 2):
collegare il secondario non utilizzato in serie e in controfase al primario per farlo attraversare dalla stessa corrente continua (ma opposta?) e quindi aumentare la soglia di saturazione (satura piu' in alto).
In questo modo pero' l'induttanza totale del primario cosi' realizzato crolla del 30%, inficiando ancora di piu' la risposta ai bassi.
In questo caso pero' i bassi si possono equalizzare nel preamplificatore per compensarne l'attenuazione.

Soluzione 3):
collegare il secondario in serie e in fase al primario, in questo modo la corrente continua di saturazione ha un po' piu' di avvolgimento da percorrere e quindi dovrebbe aumentare la saturazione.
Ma in questo modo l'induttanza totale del primario cosi' ottenuto cresce di un 30% migliorando la risposta ai bassi, ma aumenta un po' la distorsione percettibile a tutto volume.

Ho capito perche' la soluzione 1) abbassa il volume di uscita e appiattisce un po' la banda:
L'alimentatore con le sue capacita' di filtro, che si utilizza per far scorrere la corrente continua di controsaturazione nell'avvolgimento secondario non utilizzato, per i segnali alternati idealmente si comporta come un cortocircuito.
Per cui il segnale di uscita audio che c'e' anche sul quel secondario, si scarica sulla resistenza limitatrice che ha in serie (di basso valore dato che ho usato i 12 V dei filamenti e la corrente e' di 0,66A) tanto piu' quanto piu' e' alta la frequenza del segnale, variando in questo modo il carico che la valvola vede riflesso tramite l'avvolgimento primario del trafo.
Per risolvere il problema occorre quindi un'induttanza di blocco in serie al circuito (tra alimentatore, resistenza limitatrice e il secondario di controsaturazione) e il problema sparisce.