本文笔者接触过的很多烧友,都感到输出变压器是装胆机的一道难过的坎,很多电路的制作冲动,都因此而放弃。因为输出变压器是胆机的心脏,笔者制作胆机几十年,从未买过变压器。购买成品固然很好,但不能随心所欲,再说,既然要发烧,银子再多也不够用。其实,只要掌握了输出变压器的绕制技术,要制作任何一款胆机几乎没有什么障碍,发烧天地自然宽。当你用自己亲手制作的变压器,圆了一款胆机发烧梦时,成功的快感是难以形容的。而且从设计开始,可以随心所欲,想如何发烧就如何发烧,不会留有半点遗憾,这种在胆机天地中驰骋的感觉,才是到达“自由王国”的快乐!这种乐趣不正是发烧友所追求的吗? 
    绕制输出变压器并不神秘,也不是什么“高科技”,非常容易掌握。当然,设计仍需严谨,制作仍需精良。笔者希望通过此文,使“菜鸟”也能制出挑战名牌的变压器。 

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一、设计时要取合理的工艺系数 

    1.线框宽度尺寸:线框宽度应小于铁芯窗高0.5-1mm左右,因为业余制作的线框精度不太高,如果刚好等于窗高,插入铁芯时,线框端面有可能与铁轭冲突,造战铁芯E片与I片接合不紧密,致使磁路磁阻增大,影响变压器质量(特别是推挽输出变压器)。有的人为美观起见,喜欢在线框两端加挡板,笔者不提倡这样做,因为加挡板对线圈出头和浸漆烘干均不利。 

    2.每层可绕匝数:在计算时,线框的可绕线宽度每边应留5mm左右余量,如果分段绕制,则中部也应各留5mm余量(见下图1),即可绕线宽度比铁芯窗高共少11mm(或21mm),对于业余制作,这个余量是必需的:1)尽管开始绕线时,每边可少留一些,但为了防止线包垮塌,随层数增加,绕制宽度逐层内缩,每层匝数将逐层减少。2)由于自制的木芯中心孔不易和端面垂直,因此排线也就不与端面平行(见图2),这势必减少每层可绕匝数。 

    此外,计算每层可绕匝数时,线圈填充系数应取95%左右(即匝数减少5%左右),最高不超过98%。 

    3.线包厚度:线框的厚度按2mm计算(实际制作按1.5mm),线框不平整度留0.5mm余量。线圈层间绝缘一般用厚0.05-0.08mm绝缘纸,初次级间绝缘用3—4层0.08mm绝缘纸,有条件可包一层黄蜡绸,漆包线外径应按加漆皮的外径,最后计算的总厚度还应再加15%-8%,(即乘以1.05~1.08,初学者应取大值),这是考虑漆包线的弯曲及绕制松紧等因素,最后计算的线包厚度应小于铁芯窗口1mm(因线框内留有约0.5mm间隙)。 


二、材料准备 
    1.漆包线:由于输出变压器工作几乎无温升,环境干燥清洁,初级头尾间总音频电压只有几百伏,因此用常见的缩醛漆包线(QQ-1/QQ-2)、聚氨酯漆包线(QA-1/QA-2)、环氧漆包线(QH-1/QH-2)、聚酯漆包线(QZ-1,QZ-2)、聚酯亚胺漆包线(QZY-1/QZY-2)等均可,其中聚氨酯漆包线在高频条件下介质损耗角正切值较小,铜质以无氧铜较好。 
    2.绝缘纸:可用一般木纤维电缆纸或电话纸,不宜使用介电常数高的聚脂薄膜等。如果只从绝缘方面看,层间即使不加绝缘纸,目前漆包线的绝缘强度已够,但从方便排线和减少层间电容来看,加一层0.08mm的绝缘纸,将使绕制变得更加容易,且可靠性更高。 
    3.绝缘漆:也可不用,加绝缘漆的目的,一是可以增加防潮性,二是增加线包的机械强度,这和几十年前希望用它来增加绝缘强度的目的已经不同了。绝缘漆可用常见的酚醛树脂漆或醇酸绝缘清漆,如果你对手中的漆包线型号或漆的牌号不清楚,建议你在使用前作一简单试验,取一小段漆包线在漆中浸泡几天,再查看漆皮是否有损。


三、零件制作 
    1.制作木芯(见图3):一个精良的木芯,是绕线的“成功之母”,制作好木芯可以说完成了变压器40%的工作量。

 
   首先是尺寸应尽量准确,图中尺寸a应比铁芯舌宽大0.2—0.3mm,因线圈绕制应力,将使线框收缩,如果a留的余量太小,绕好的线包可能插不进铁芯片,前功尽弃;如果余量过大,又会浪费铁芯窗口,减少可绕空间;尺寸b对应铁芯叠厚,可基本不留余量,以保证铁芯插入后能很紧实,即使剩两三片也比插完后还很松好;尺寸L无严格要求,比铁芯窗高大10mm-20mm即可。 
    其次是形状精度,要求四棱边互相平行,两端面和四棱边垂直,为便于加工,首先要保证其中一端面与四棱边垂直,另一端面则尽力而为。钻中心孔(一般为φ10mm)前,在两端面画对角线,如用手电钻打孔,最好从两端各钻一半,以保证中心孔与端面垂直(与棱边平行)。如果中心孔有少量偏斜,补救的方法是用圆锉适量扩孔,绕线时利用两端面定位,或扩孔后用绕线机附带的锥形定位,用两块三角板调整(见图4)。 
    2.制作线框:将检查合格的木芯打蜡,再包一层绝缘纸,用厚0.08~0.12mm的绝缘纸裁成比铁芯窗高约宽1mm(打磨余量)的长条,在木芯上边绕边涂环氧树脂(或调好的双管胶),总厚度约1.5mm,强度即够?;费跏髦蛩芙阂淮尾豢傻鞫?,分几次调,固化后从木芯上取下,两端用水砂纸打磨,线框口边要求尽量与四棱边垂直,长度小于铁芯窗高0.5~1mm即可。去掉木芯上包的一层纸,再装上线框即可使用。 
    3.裁纸:按线框L尺寸裁绝缘纸,注意宽度应尽量一致,若过宽会使铁芯片插不到位,因为线包一旦绕好,由于有引出线等原因,宽了很不好解决,笔者早期就曾因此用刀片削断过漆包线,造成线包报废。 
    4.制作引线片:业余制作的变压器,最好不要用软塑料绝缘导线作引出线,因其浸漆烘干后发硬发脆,烧友经常摩机,极易折断引线,这与定型产品机不一样。如买不到铜引线片,可用0.5mm左右厚的紫铜皮剪成,宽4—5mm,长度大于线框长边5—8mm,太短会使线包表面不平整,既影响外观,又使出头固定不牢。也可用φ1—1.5mm漆包线锤偏制成。引线片一定要用砂纸去毛刺及锋利的棱边,以免刺破绝缘或引起尖端放电。


四、绕线 
    线圈绕线不难,关键是撑握出头及绝缘。 
    1.引出线:将等于线框宽度的绝缘纸剪若干短条,长度以能包引线片2—3层为宜。按图5所示焊好后,将纸条按漆包线在引线片上绕的方向卷绕2-3层,以防止焊头处不平造成匝间和层间短路,再用黄蜡绸或电工胶带粘在图3的A面即可开绕。注意出头位置只能在A面或其对面,因另外两面在铁芯内,大意了将无法插入铁芯造成线圈报废。 


    2.层间绝缘:每绕好一层线圈包绝缘纸时,绝缘纸在A面(或对面)重合,其重合部分应与A面同宽,这样绕出的线包才方正(见图6)。


    3.绕线时,如发现开头几匝不能与线框的边平行,那是木芯的中心孔不正所致,重新按图4调整,如实在无法完全调正,也不必强求,开始几匝人为地将就线框边平行绕,以后就保持漆包线与轴线垂直正常绕制(见图2),后面就可以方便地排整齐了。这样绕对输出变压器来讲,不会影响音质。 
    4.正绕和反绕:对于分段式绕法,有正绕和反绕之说,其实绕线时绕线机始终是一个方向转动,正和反只是相对出头而言。一般是左边半段绕好后,将木芯和线包从绕线机上取下,转180°再装上绕右段,左右段两串联线圈是尾-尾(或头-头)相接(见图7)。也可以不取下掉头,右半边线圈直接从右边引出头,左右段两线圈串联时是头一尾相接(见图8)。 



五、装配和测试 
    1.插片:对于EI型铁芯,推挽变压器对插不留气隙,一般采取每两片交叉,注意最后几片因太紧,不能在线框边插,否则极易刺破线框破坏绝缘,应在同方向的两片之间插入;单端输出则必须留气隙,气隙大小可通过计算确定,一般留0.2mm-0.3mm即可。 
    2.连接极性检查:线圈连接好后,可用一小变压器将十几伏的交流电接入一组初级线圈,测其他出头的电压,如是相加,则表明线圈是串联的(正确),反之则是接错,将其中一线圈的头尾对调后再测。 
    3.检测有无短路:将整个初级线圈串一个220V/25W-45W的白炽灯,接入交流220V市电,如灯丝只暗红则证明无短路现象;如灯丝很亮,则有短路或是采用并联的次级线圈接错。 
    4.测阻抗比:将初级线圈直接接交流220V,通过测次级线圈上的电压,即可换算成阻抗比。 


六、漫漆干燥 
    单从绝缘强度上看,绝缘纸的含水量要求不是很严格的,但为了提高使用寿命和降低介质损耗,干燥是必要的,试验表明,含水量1%的绝缘纸比含水量0.1%的绝缘纸老化速度要快10倍。 
    1.烘干:一般绝缘纸常温下含水量大大超过1%(特别是在湿热的南方),浸漆前必须烘10—15小时,温度控制在85℃-100℃,最好用电烙铁等加热铁芯,而不要采用红外线灯等直接加热线包,因直接加热会使线包表面局部温度过高,容易造成绝缘纸老化发脆。 
    2.浸漆:趁热浸漆,未加挡板的线包很容易浸透,静置滴干,24小时后再烘5-10小时,一个称心如意的输出变压器就大功告成。有条件的烧友还可再灌环氧树脂。笔者上世纪70年代自制的灌环氧树脂变压器至今还在使用。