在电子管扩音机中,阻流圈的作用是与滤波电容器相配合,使整流后的直流电压趋于稳定,以满足放大电路对波纹系数的最低要求。
设计步骤
1.确定电感量 从电路分析可知,当使用L型(电感输入式)滤波电路时,输出端的波纹系数为
r\(_{L}\)=1.19/LC……(4.1)。
式中L为阻流圈的电感量,单位为亨利;C为滤波电容器的电容量,单位为微法。
当使用π型(电容输入式)滤波电路时,输出端的波纹系数为
r\(_{π}\)=\(\frac{3439}{C}\)1·C\(_{2}\)·L·R
=3439I\(_{0}\)′C1·C\(_{2}\)·LU0′
……(4.2)。
式中L为阻流圈电感量,单位为亨利;C\(_{1}\)、C2分别为滤波输入、输出电容的电容量,单位为微法;R为负载直流电阻,单位为欧姆;U\(_{0}\)′为负载所需的直流电压,单位为伏特;I0′为负载消耗的总电流,单位为安培。
当已知电路所需的波纹系数并选定滤波电容器的电容量时,便可从公式(4.1)或(4.2)求出阻流圈所需的最小电感量。各种放大电路对波纹系数的要求可参照表4.1。
表4.1
电路 波纹系数(%)
话筒放大级 0.001~0.002
电压放大级 0.01~0.05
推动放大级(单管) 0.05~0.1
推动放大级(推挽) 0.1~0.5
功率放大级(单管) 0.1~0.5
功率放大级(推挽) 0.5~3
2.确定阻流圈最大电阻值 当放大电路所需直流电压U\(_{0}\)′和电流I0′为已知时,便可根据下式求出滤波输入端应有的电压和电流。即:U\(_{0}\)=1.1U0′;I\(_{0}\)=1.1I0′。
当整流电路已确定时,也可根据整流器的输入交流电压(即变压器次级电压)、整流电路的型式、滤波电路的型式来确定滤波器输入端的直流电压。对于全波桥式整流电路来讲,当使用电感输入滤波电路时,其输出端电压为
U\(_{0}\)=\(\frac{2}{π}\)·\(\sqrt{2}\)U2=0.89U\(_{2}\)(伏)
……(4.3)。
当使用电容输入滤波电路时,输出电压为
U\(_{0}\)=\(\sqrt{2}\)U2-\(\frac{10}{^{6}}\)·I\(_{0}\)4fC
=1.4U\(_{2}\)-5000I0C(伏)
…… (4.4)。
式中I\(_{0}\)为整流器输出总电流,可用上面讲到的公式I0=1.1I\(_{0}\)′来计算,单位为安培;C为滤波器输入电容,单位为微法。
通常要求阻流圈上的最大电压降不得超过U\(_{0}\)的10%,所以阻流圈的最大电阻值为
R\(_{M}\)=(0.02~0.1)U0I\(_{0}\)……(4.5)
在一般计算时,系数可取0.05左右。
3.确定铁心型号、规格 铁心结构常数可利用下述公式计算
A=L/R\(_{M}\)·μ……(4.6)
式中μ为有空气间隙时的起始等效导磁率,其数值可以从图2中查出。

求得铁心结构常数后,便可以从铁心片规格表中查出适当型号、规格的铁心。当然,所选铁心实际结构常数值应大于或至少等于计算值。
4.确定线圈圈数 线圈圈数可用下述公式计算:
N=8.92×10\(^{3}\)\(\frac{\sqrt{L·ι}}{_{c}}\)μ·Sc(匝)……(4.7)
式中ι\(_{c}\)为平均磁路长度,单位为厘米;Sc为铁心截面积,单位为厘米\(^{2}\)。
5.确定导线直径、型号

根据计算结果,可从漆包线规格表中选择适当型号、规格的导线。上式中d的单位为毫米。
6.确定最佳空气间隙值 利用下式求出单位长度导磁体上的磁化强度值
f\(_{m}\)=I0Nι\(_{c}\)(安匝/厘米)……(4.9)
然后从图1中查出辅助量y值,再利用下述公式便可计算出最佳空气间隙值:
δ=\(\frac{y}{2}\)×ι\(_{c}\)……(4.10)

7.验算 ①验算线圈的电阻。先求出阻流圈每圈导线的平均电阻值:
r=〔2×(L\(_{0}\)+B)+πL1〕ρ×10\(^{-6}\)(欧姆)……(4.11)
式中ρ为导线每千米的电阻值,则线圈总直流电阻为
R=rN……(4.12)
计算结果,R应小于R\(_{M}\),才能保证电压降不超过额定值。否则应调导线直径和圈数重新计算,直到满足要求为止。②线包厚度的计算,可参考本刊1978年第8期、第9期《电源变压器简易设计》一文。
设计举例
现在以R150型150瓦电子管扩音机为例进行设计。这种扩音机使用四只FU—7作并联推挽,从表2.1(见1978年第11期“输出变压器简易设计”一文)可知,屏压为600伏,最大屏流为400毫安时,输出功率可达150瓦。
1.确定阻流圈电感量 从表4.1中可查出,推挽功率放大级波纹系数允许为(0.5~3)%,我们取2%。由于150瓦扩音机末级高压使用L型滤波电路,滤波电容为10~16微法(R—150型扩音机为10微法),所以可利用公式(4.1)来计算阻流圈的最小电感量L=1.19/r\(_{L}\)·C=1.19/0.02×10≈6亨利。
2.确定线圈最大电阻值 因为U\(_{0}\)=1.1 U0′=1.1×600=660伏;I\(_{0}\)=1.1 I0′=1.1×0.4=0.44安。当阻流圈最大压降为U\(_{0}\)的5%时,根据(4.5)式可得到RM=0.05 U\(_{0}\)/I0=0.05×600/0.44≈68欧。
3.确定铁心型号、规格 当LI\(_{0}\)\(^{2}\)=6×0.442≈1.16时,可从图2中查出D42型硅钢片有空气隙时的起始等效导磁率μ=102。根据公式(4.6),可求出铁心结构常数为A=L/R\(_{M}\)·μ=6/68×102≈86×10\(^{-}\)5。从铁心规格表中可查出GEIB35×52型铁心可满足要求。这时,Sc=16.6厘米2,ι\(_{c}\)=20厘米。
4.确定线圈圈数 根据公式(4.7),线圈圈数为
N=8.92×10\(^{3}\)\(\frac{\sqrt{I·ι}}{_{c}}\)μSc=8.92×1036×20;102×16.6≈2600匝。
5.确定导线直径、型号 取j=2.5安/毫米\(^{2}\),根据公式(4.8),d=0.7\(\sqrt{I}\)\(_{0}\)=0.7·0.44≈0.47毫米。查高强度漆包线规格表(见本刊1975年第4期),取QZ-1型漆包线,可得d′=0.51毫米,S=0.1735毫米2,ρ=105.2欧/千米。
6.确定最佳空气间隙值 根据公式(4.9)求出:f\(_{m}\)=I0·N/ι\(_{c}\)=0.44×2600/20≈57.5(安·匝/厘米)。从图1中查出辅助值y=0.011,根据公式(4.10)就可求出最佳空气间隙值δ=y·ιc/2=0.011×20/2=0.11毫米。
7.线圈电阻的验算。根据公式(4.11),平均每圈导线的电阻为r=〔2(L\(_{0}\)+B)+πL1〕)ρ×10\(^{-}\)6=〔2(35+52)+3.14×22〕×105.2×10-6≈-0.026欧。则线圈的总电阻为R=rN=0.026×2600≈67欧。因为R<R\(_{M}\),所以设计结果满足要求。(李龙)