如何制作一个电池供电的电子管放大器

步骤1：选择管，变压器，电池和高压电源

由于电子管放大器的功耗是一个巨大的问题，选择合适的电子管可以节省大量电力并增加充电之间的播放时间。很久以前，有电池供电的电子管，从小型无线电到飞机。它们的巨大优势是所需的灯丝电流较低。图为三个电池供电管，5672，1j24b，1j29b和吉他前置放大器中使用的微型管之间的比较

选择管是：

前置放大器和PI ：1J24B（1.2V灯丝电流，1.2V，最大板电压120V，俄制，价格低廉）

功率：1J29B（2.4V时32mA灯丝电流，最大板电压150V，俄制，便宜）

输出变压器

对于这种低功率设置，可以使用更便宜的变压器。对线路变压器进行的一些实验表明，它们非常适用于较小的放大器，其中底端不是优先考虑的。由于缺少气隙，变压器在推拉方面效果更好。这也需要更多的水龙头。

100V线路变压器，10W，带不同的分接头

（0-10W-5W-2.5W-1.25W-0.625W，次级4，8和16欧姆）

。幸运的是，我得到的变压器也有指定的每个绕组的匝数，否则需要一些数学来确定足够的分接头和可用的最高阻抗。变压器在每个分接头处具有以下匝数（从左侧开始）：

主要的725-1025-1425-2025-2925和次级的48-66-96转。

这里可以看到2.5W水龙头几乎在中间，一侧有1425转，另一侧有1500转。在一些较大的放大器中，这种小的差异可能是一个问题，但在这里它只会加剧失真。现在我们可以使用0和0.625W抽头来获得最高的阳极阻抗。

初级到次级匝数比用于估算主要阻抗：

2925/48 = 61，使用8欧姆扬声器，这给出了61 ^ 2 * 8 = 29768或大约。 29.7k阳极 - 阳极

2925/66 = 44，使用8欧姆扬声器，这给出了44 ^ 2 * 8 = 15488或大约。 15.5k阳极 - 阳极

2925/96 = 30，使用8欧姆扬声器，这得到^ 2 * 8 = 7200或约。 7.2k阳极 - 阳极

因为我们打算在AB类中运行它，实际看到的管的阻抗只是计算值的1/4。

高压电源

即使是这种小管也需要更高的电压。我没有使用多个串联电池，也没有使用那些巨大的旧45V电池，而是采用了基于MAX1771芯片的小型开关电源（SMPS）。使用这种SMPS，我能够将来自电池的电压乘以高达110V的值而没有任何问题。

电池

此项目的选择电池是锂离子电池，可通过186850封装轻松获得。这些有几种充电器板可在线获得。一个重要的注意事项是只购买来自可靠卖家的已知好电池，以避免不必要的事故。

现在大致定义了部件，是时候开始在电路上工作了。

第2步：处理电路

细丝

为了给灯丝供电，选择了一系列配置。必须讨论一些困难。

因为前置放大器和功率管具有不同的灯丝电流，所以电阻器与一些灯丝串联添加以绕过部分电流。

使用过程中电池电压下降。完全充电后，每个电池最初为4.2V。它们快速放电到3.7V的标称值，当它必须重新充电时，它们会缓慢降至3V。

管子有直接加热的阴极，这意味着板电流流过灯丝，灯丝的负极侧对应阴极电压

带电压的灯丝方案如下所示：

电池（+）（8.4V至6V） - 》 1J29b （6V） - 》 1J29b//300ohms（3.6V） - 》 1J24b//1J24b//130欧姆（2.4V） - 》 1J24b//1J24b//120欧姆（1.2V） - 》 22欧姆 - 》电池（ - ）（GND）

其中//表示并联配置和 - 》串联。

电阻器绕过灯丝的额外电流和每级流动的阳极电流。为了正确预测阳极电流，需要绘制平台的负载线并选择一个工作点。

估算功率管的工作点

此管配有基本数据表，其中曲线绘制为45V的屏电网电压。由于我对可以获得的最高输出感兴趣，我决定在110V（完全充电时）运行功率管，高于45V。为了克服缺乏可用的数据表，我尝试使用paint_kip实现管的spice模型，然后增加屏幕电网电压，看看会发生什么。 Paint_kip是一个不错的软件，但需要一些技巧才能找到正确的值。使用五极管，难度级别也会增加。由于我只想粗略估计，所以我没有花太多时间寻找确切的配置。测试台是为了测试不同的配置而构建的。

OT阻抗：29k板对板或约。 AB类运行时为7k。

高压：110V

经过一些计算和测试后，可以定义电网偏置电压。为了实现选择的栅极偏置，栅极泄漏电阻器连接到灯丝节点，其中节点的电压与灯丝的负极侧之间的差异。例如，第一个1J29b处于6V的B +电压。通过将栅极漏电阻连接到1J24b级之间的节点，在2.4V时，所得到的栅极电压相对于GND线为-3.6V，这与第二个1J29b的灯丝的负侧看到的值相同。因此，第二个1J29b的栅极漏电阻可以接地，就像在其他设计中一样。

逆变器

如图所示原理图中，实现了一个相位逆变器。在这种情况下，其中一个管具有单位增益并反转其中一个输出级的信号。另一阶段充当正常的增益阶段。电路中产生的部分失真来自逆变器失去平衡并驱动一个功率管比另一个更难。选择级之间的分压器，使其仅在主体积的最后45度处发生。用示波器监测电路时测试的电阻器，可以比较两个信号。

前置放大器阶段

最后两个1J24b电子管由前置放大器电路组成。两者都具有相同的操作点，因为长丝是平行的。灯丝和地之间的22欧姆电阻提升灯丝负极侧的电压，产生较小的负偏压。不是选择平板电阻并计算偏置点和必要的阴极电压和电阻，而是根据所需的增益和偏置调整平板电阻。

随着电路的计算和测试，是时候制作它的PCB。对于原理图和PCB，我使用了Eagle Cad。他们有一个免费版本，最多可以使用2层。由于我自己要蚀刻电路板，因此使用2层以上是没有意义的。为了设计PCB，首先还需要为管创建模板。在一些测量之后，我可以确定引脚和管顶部的阳极引脚之间的正确间距。布局就绪后，就可以开始真正的构建了！

步骤3：焊接和测试电路

SMPS

首先焊接开关模式电源的所有组件。为了使其正常工作，需要正确的组件。

低导通电阻，高压Mosfet（IRF644Pb，250V，0.28欧姆）

低ESR，高电流电感（220uH，3A）

低ESR，高压储能电容（10uF至4.7uF，350V）

0.1 ohm 1W电阻

超快高压二极管（UF4004适用于50ns和400V，或任何更快的速度》》 200V）

因为我在较低电压（8.4V至6V）下使用MAX1771芯片，所以我必须将电感增加到220uH。否则电压会在负载下降。当SMPS准备就绪时，我用万用表测试输出电压并将其调节到110V。在负载下它会下降一点，并且需要读取。

管电路

我开始焊接跳线和组件。这里重要的是检查跳线是否没有接触任何组件腿。在所有其他组件之后，将管焊接在库侧。焊接完毕后，我可以添加SMPS并测试电路。我第一次检查了电子管板和屏幕上的电压，以确保一切正常。

充电器

我在ebay上买的充电器电路。它基于TP4056芯片。我使用DPDT在电池的串联和并联配置以及与充电器或电路板的连接之间切换（见图）。

步骤4：机柜，烤架和面板和完成

The Box

要装上这个放大器，我选择使用较旧的木箱。任何一个木箱都可以使用，但在我的情况下，我用电流表做了一个非常好的。电表没有工作，所以我至少可以救出盒子并在里面建立一些东西。扬声器固定在金属烤架的侧面，允许电流表在使用时冷却。

管格栅

PCB与将管子固定在扬声器的另一侧，在那里我钻一个孔，以便从外面看到管子。为了保护管子，我用铝板做了一个小烤架。我做了一些粗糙的痕迹并钻了一个小洞。在打磨阶段，所有缺陷都得到了纠正。为了与面板形成良好的对比，我最终将其涂成黑色。

面板，打磨，调色剂转移，蚀刻和再次打磨

面板与PCB类似地完成。在我开始之前，我对铝板进行了打磨，使其具有更粗糙的碳粉表面。在这种情况下，400足够粗糙。如果你想要你可以达到1200，但它是很多打磨，蚀刻后会有更多，所以我跳过了。这也消除了纸张之前的任何饰面。

我在光面纸上用碳粉打印机打印了带镜面的面板。后来我用普通铁转移了图纸。根据熨斗，有不同的最佳温度设置。就我而言，它是第二个设置，就在最大值之前。温度。我在10分钟内转移它。大约，直到纸张开始变黄。我等着它冷却下来并用指甲油保护板背。

有可能只是喷洒墨粉。如果您可以删除所有纸张，它也会产生很好的效果。我用水和毛巾去除纸张。小心不要取出碳粉！因为这里的设计是倒置的，所以我不得不蚀刻面板。蚀刻中存在学习曲线，有时您的解决方案更强或更弱，但通常当蚀刻看起来足够深时，是时候停止了。在蚀刻之后，我从200开始打磨它，然后上升到1200.通常，如果金属形状不好，我从100开始，但是这个需要并且已经处于良好状态。我将砂纸纹理从200更改为400，400到600和600到1200.之后我将其涂成黑色，等待一天再用1200粒砂磨，只是为了去除多余的油漆。现在我钻了电位器的孔。为了完成它，我使用了一个透明的外套。

完成接触

从扬声器一侧放置面板后，将电池和零件全部拧到木箱上。为了找到最佳的SMPS位置，我打开它并验证了音频电路受影响较小的地方。由于音频电路板比盒子小得多，因此足够的间距和正确的方向足以使EMI噪声听不见。然后将扬声器挡板拧紧到位，放大器准备就绪。

一些注意事项

靠近电池端有一个明显的音量下降，在我听不见之前，但我的万用表显示高电压从110V降至85V。随着电池的加热，电压降也会降低。幸运的是，1J29b工作没有问题，直到灯丝达到1.5V（2.4V 32mA设置）。同样适用于1J24b，当电池几乎耗尽时，电压降降至0.9V。如果电压降对您来说是个问题，则可以使用另一个MAX芯片转换为稳定的3.3V电压。我不想使用它，因为这将是该电路中的另一个SMPS，它可能会引入一些额外的噪声源。

考虑到电池的使用寿命，我可以玩一整周，然后才能给它充电再次，但我每天只玩1到2个小时。