¿Cómo crear grandes inductores (1H) para uso de audio?

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Estoy construyendo un amplificador de válvulas y he decidido agregarle un ecualizador de 5 canales. Históricamente, los que se usaron en los amplificadores de guitarra fueron todos sistemas de filtro pasivo RLC, con grandes inductancias de 0.5 - 2H para el canal de 80Hz.

Sé que hoy en día sería más pequeño usar un estilo de amplificador operacional activo, pero estoy haciendo esto como un pasatiempo y quiero intentar hacer uno pasivo. Me sorprendió un poco descubrir que Digikey no lleva inductores pequeños de más de ~ 100mH. Supongo que esto se debe a que ya nadie los usa para pequeñas aplicaciones de corriente con la llegada de DSP o filtros basados en condensadores activos.

¿Algún consejo para crear inductores grandes de 1H con <1 mA de corriente que no implique enrollar 300 vueltas a través de un torroid de 1 "?

¿O alguien sabe cómo se hicieron históricamente, un cable realmente fino, supongo que con muchas vueltas?

audio inductor passive-filter

— MadHatter
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Tengo muchos de estos viejos inductores que inventé cuando era niño. Son muy parecidos a los que Tim describe. Básicamente construido como un transformador pero con láminas de acero más delgadas apiladas. Pesado. Algunos tengo un peso de aproximadamente un kg, más o menos. También tengo los que se usan para hacer coincidir la impedancia de la placa con la impedancia del altavoz para conducir altavoces. También pesado, aunque generalmente alrededor de medio kg, más o menos. Doné cajas (y estoy hablando de cajas de 4'x4'x3 'aquí) de tubos de vacío que también coleccioné para algunos clubes de radio, hace unos 15 años. Con suerte, aproveche bien.

— jonk

Puede comprarlos en parts-express.com/cat/solid-core-inductor-crossover-coils/299

— Hilmar el

Hilmar, necesito a Henrys, no a milliHenrys, así que no creo que los inductores cruzados funcionen aquí. Buen intento sin embargo.

— MadHatter

digikey.com/product-detail/en/triad-magnetics/C-24X/237-1777-ND/… ?

— kkm

Si terminas enrollando el tuyo y no es toroidal, no es muy difícil hacer una bobinadora. En un trabajo anterior, utilizamos una mezcla de madera para soportar el peso, la técnica de lego para el movimiento y una varilla de acero delgada para la guía final de alambre. Ese era un electroimán con un espacio bastante pequeño y un par de miles de vueltas para 1A; muchas formas centrales serían más fáciles

— Chris H

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El primario de un transformador de potencia pequeño es del orden de 1 H.

La corriente de magnetización para dicho transformador es del orden de 0,35 A, lo que significa que su impedancia inductiva es

Z = \frac{V}{I} = \frac{120 V}{0.35 A} = 343 Ω

$Z = \frac{V}{I} = \frac{120\ \mathrm V}{0.35\ \mathrm A} = 343\ \mathrm{\Omega}$

Esto significa que la inductancia debe ser

L = \frac{Z}{2 π f} = \frac{343 Ω}{6.2832 \cdot 60 H z} = 0.909 H

$L = \frac{Z}{2\pi f} = \frac{343\ \mathrm{\Omega}}{6.2832 \cdot 60\ \mathrm{Hz}} = 0.909\ \mathrm H$

Los inductores en ese rango, para bajas frecuencias, utilizan las mismas técnicas de construcción que los transformadores, pero con un solo devanado.

— Dave Tweed
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No consideré el laminado de acero. ¿Tendría eso también una mayor inductancia efectiva por turno? Probablemente aún más grande que un toroide con un montón de vueltas, pero vale la pena considerarlo.

— MadHatter

Sí, mucho más alto que la ferrita.

— Dave Tweed

@MadHatter, compare una fuente de conmutación para PC de 300 W que tiene un transformador de ferrita toroide de 1 "que funciona a 50 kHz; un transformador de 60 Hz laminado de potencia similar de un televisor color antiguo tiene un núcleo de acero de 5 lb. Mayor frecuencia = más lejos de la saturación de flujo = núcleo más pequeño. Pero el laminado incurre rápidamente en pérdidas de Foucault a medida que aumenta la frecuencia, la ferrita no. Sin embargo, la permeabilidad de las ferritas es mucho menor: acero típico de 5 mH / m, ferrita de 0.08 mH / m MnZn, 60 veces peor . Intente usar ferrita en ese viejo transformador de TV ., y pesaría 300 libras :) a su frecuencia de diseño de 80 Hz, el acero es el claro ganador!

— kkm

¿Más bien pequeño? 0.35A × 120V = 42VAR, digamos que es el 20% de la potencia total (cifra realmente pobre), lo que sale es 200VA o aproximadamente 3 kg de acero

— carloc

En lugar de canibalizar un transformador, puede comprar un inductor de DigiKey .

— J ...

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Fueron enrollados como transformadores, como Dave Tweed mencionó. Pero eran de construcción específica que es diferente de los transformadores de potencia típicos: las laminaciones eran más delgadas, por lo que tendrían una baja pérdida en las frecuencias de audio, y es muy posible que se hayan quedado sin linealidad.

Puede valer la pena mirar los transformadores de audio disponibles para amplificadores de válvulas (como los que fabrica Hammond, disponibles en www.tubesandmore.com), y usarlos tal cual o rebobinarlos.

También puede valer la pena investigar usando los núcleos E más grandes que puedas encontrar, y posiblemente incluso separándolos con cinta Kapton o similar (para hacerlo realmente bien, obtienes el terreno de precisión de la pierna interna, pero supongo que esto es un proyecto de hobby, no para producción).

— TimWescott
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Si va con núcleos E, es posible que desee buscar en "núcleos E para prototipos" o algo similar; supongo que la cinta de Kapton lo haría, pero indudablemente alguien por ahí lo sabe .

— TimWescott

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Núcleos de maceta. El devanado estaba en una bobina simple, mucho más fácil que un toroide, y es probable que esté más cerca de 3000 que 300 vueltas (de alambre muy fino).

Luego, la bobina se coloca entre dos núcleos de ferrita que están firmemente sujetos para eliminar virtualmente el espacio de aire. Algunas variantes tenían una bala móvil para un ajuste fino en un pequeño porcentaje, más bien como un transformador de radio IF.

Los niveles de señal tuvieron que ser estrictamente controlados para limitar la distorsión armónica cuando el núcleo comenzó a saturarse. (Al igual que con los núcleos de suministro de conmutación actuales, había diferentes ferritas con diferentes características, lo que permitía, por ejemplo, una menor distorsión si no se necesitaban los valores más altos de inductancia específica).

Término de búsqueda útil: Vinkor fue una de las marcas comunes. Puedo desenterrar algunas hojas de datos más adelante ...

— Brian Drummond
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Hay muchos materiales disponibles para hacer transformadores / inductores personalizados. Cuando descubrí esto, me sentí bastante liberado porque finalmente podía hacer lo que necesitaba.

En la universidad teníamos una vieja máquina para enrollar estos transformadores. Principalmente solo necesitas algo que gire y cuente.

Entiendo por qué no quieres personalizar los toroides de viento. Es un dolor

Específicamente tienes que ir bajo las categorías:

Formadores de bobinas (un conjunto de plástico fácil de enrollar (aún difícil de contar)
Núcleos de ferrita (creo que hay muchos diferentes, pero para baja frecuencia no eres demasiado exigente, creo. Estos se asegurarán al formador de bobina con clips)
Alambre magnético. (Elegido según la corriente promedio)

— Bonnevie
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Gracias Bonnevie, quiero flybacks, etc. en núcleos de ferrita, así que estoy bastante familiarizado con la fabricación de transformadores ... El problema es que si usas ferrita sin ir a un núcleo masivo, necesitas muchas vueltas, creo que Dave señaló, porque Este acero de baja frecuencia tiene un valor de Al mucho mejor.

— MadHatter

Ah sí, pensé que habría núcleos de ferrita adecuados. Es bastante difícil encontrar núcleos de acero sólido compatibles con los estándares anteriores de bobina. Supongo que para los núcleos de acero laminado que no será posible alinear las 2 piezas por lo que no se crea un espacio de aire ..

— Bonnevie

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"Históricamente" quizás no sea el ejemplo que desea. Históricamente, los amplificadores tenían niveles de distorsión, ruido y zumbido de red que no aceptaríamos hoy en la radio para niños más barata. No solo eso, todos los dispositivos eléctricos / electrónicos emiten un ruido eléctrico significativo que sería recogido por otros equipos.

Enrollar toroides nunca es divertido. Sin embargo, solo los toroides pueden garantizar que su alta inductancia no reciba ni transmita ruido. Esto realmente no es un lugar donde quieras tomar atajos.

— Graham
fuente

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Esto es para un amplificador de guitarra, no linealidad, segundo y tercer armónicos, y un poco de zumbido es exactamente lo que quiero.

— MadHatter

Estoy sorprendido de leer esta respuesta de alguien con un inicio en su foto de perfil ...

— leftaroundabout

@MadHatter La parte de la guitarra es importante entonces. Las tuercas de alta fidelidad también están en amplificadores de válvulas, con un objetivo muy diferente en mente. Aún así, no descarte los problemas con el zumbido de la red eléctrica y la captación de ruido parásito. Es posible que no suene demasiado mal por sí solo, pero intente grabar o tocar con un micrófono al frente, y puede tener problemas reales. Como técnico de sonido, tuve que trabajar con algunos guitarristas con amplificadores ruidosos, y para un hombre todos dijeron que no se daban cuenta de lo malo que era hasta que subieron al escenario, lo cual no es un buen momento para encontrar su El instrumento suena mal. : /

— Graham

@leftaroundabout Me gusta Strats, pero no tengo ninguna idea errónea de que la electrónica en el kit antiguo alguna vez fue buena. A veces salió mal en formas auditivamente interesantes, pero en su mayoría simplemente salió mal. Las técnicas de detección y puesta a tierra adecuadas y los preamplificadores de amortiguación son cosas muy buenas.

— Graham