反传统,纯甲推挽石机“牛”的线径应当这样选取

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“牛”的线径不达标,电流的供应就不畅快影响音质,过粗固然好,却没有必要,也浪费,还可能绕不下,所以根据功放实际需要的最大电流来选取“牛”的线径既达标又能防止过粗。下面以举例的方式看看纯甲推挽石机实际需要的最大电流到底是多少。

“牛”的线径不达标,电流的供应就不畅快影响音质,过粗固然好,却没有必要,也浪费,还可能绕不下,所以根据功放实际需要的最大电流来选取“牛”的线径既达标又能防止过粗。下面以举例的方式看看纯甲推挽石机实际需要的最大电流到底是多少(其它不同音箱阻抗、不同功率的纯甲可依此自行计算)。

(为简化,以下均指单声道,每声道使用一只牛。又因为末级是功放的用电大户,故先讨论末级。)

例:4Ω 50W纯甲推挽石机,末级总静流最小应当为2.5A(据此,最大甲类功率为2x2.5x2.5x4=50W),如图1。


图1的电源电压 如图2的红线所示

一、静态时:

1、图2的tc期间:

由于D1、D2正端的电压低于C1的电压,那么D1、D2反偏(图1)而截止。正因为D1、D2截止的隔离,L1、L2对G1和C1不可能提供电能(此期间,G1的2.5A由C1以放电的方式全额提供)。

同理,正因为D3、D4的隔离,L1、L2对G2和C2不可能提供电能(此期间,G2的2.5A由C2以放电的方式全额提供)。

所以“牛” 在tc期间不可能提供电能,所以讨论“牛” 不必讨论tc期间,了解即可。(因为“牛”仅在td期间提供电能,所以下面只讨论td期间。)

2、图2的td期间:

由于D1正端的电压高于C1的电压,那么C1不但不供电反而处于索(充)电状态,于是L1的任务极其繁重:在提供G1的2.5A电流的同时,还要向C1提供充电电流。那么C1的充电电流究竟需要多大呢?

因为C1在tc期间以2.5A的电流向G1放了电,那么到达td期间后,就必须在时间较短的td期间(td的时间比tc短,图2)补足,才能保证下一个tc期间向G1提供2.5A的电流,这就需要平均大约2.5A的充电电流。这就是说,L1在td期间应能提供 “ G1的2.5A + C1充电的2.5A = 5A ” 的电流,如图3的上臂。

同理,L2在td期间也应能提供 “ G2的2.5A + C2充电的2.5A = 5A  ” 的电流,如图3的下臂。

那么,根据 “ 5A x 21.6V + 5A x 21.6V = 220V x 初级电流 ” 计算得:牛初级在td期间应能提供的电流是0.982A。

分析到这里,线径能否按图3选取呢?答案是:不能,因为该声道实际需要的最大电流不是图3中的数值,我们还需继续分析。

二、正半周信号输入时:

1、当前级送来正半周信号时,G1的瞬时电流肯定在图3基础上增加,比如增加1.5A,则G1的瞬时电流就达2.5+1.5=4A,那么G2的瞬时电流将对应减小1.5A到2.5-1.5=1A,那么td期间的瞬时电流情况如图4。

根据 “ 8A x 21.6V + 2A x 21.6V = 220V x 初级电流 ” 计算得:牛初级在td期间应能提供的电流是0.982A。

分析到这里,线径能否按图4选取呢?答案是:仍然不能,因为该声道实际需要的最大电流也不是图4中的数值,我们还需继续分析。

2、以下是本文重点,当前级送来的正半周信号继续增加,那么G1的瞬时电流肯定在图4基础上再增,比如再增1A达4+1=5A时,G2的瞬时电流将对应减小1A刚好减小到1-1=0,这就是正半周最大甲类50W时。此时,td期间的瞬时电流情况如图5。

根据 “10A x 21.6V + 0 x 21.6V = 220V x 初级电流 ” 计算得:牛初级在td期间应能提供的电流也是0.982A。

分析到这里,线径能否按图5选取呢?答案是:完全可以,这是因为最大甲类50W是该声道的最高目标。于是,L1应能提供的最大电流是10A,牛初级应能提供的最大电流是0.982A。

下面再看看L2应能提供的最大电流是多少。

三、负半周信号输入时:

与正半周同理,最大甲类50W负半周时,td期间的瞬时电流情况如图6,于是,L2应能提供的最大电流也是10A,牛初级应能提供的最大电流仍是0.982A。

尽管L1、L2在td期间都应能提供10A的电流,但是并非同时都提供10A共计20A的电流,而是 “ 你大我小,你小我大 ” 地 “ 推挽 ” 供电,见图3的5A与5A、图4的8A与2A、图5的10A与0、图6的0与10A,即:其 “ 和 ” 只有10A不是20A。

四、传统理论用于初级线径的选取是否合适:

从上述 “ 5A x 21.6V + 5A x 21.6V=220V x 初级电流 ”、“ 8A x 21.6V + 2A x 21.6V=220V x 初级电流 ”、“ 10A x 21.6V + 0 x 21.6V = 220V x 初级电流 ”  可知,等式左边的电流 “ 和 ” 只有10A,而传统理论大致是根据 “ 10A x 21.6V + 10A x 21.6V = 220V x 初级电流 ” 来选取初级线径的,即等式左边的电流 “ 和 ” 是20A。这就是说,如果将传统理论运用于此,等式左边就不必要地增加了一倍,导致等式右边的初级电流也不必要地增加了一倍,那么初级漆包线的截面积就毫无必要地增加了一倍,所以说,传统理论用于纯甲推挽石机的牛是不合适的。

五、线径的选取:

提出两个方案。

1、企图理想,当然要按图5图6选取线径了,则:

a、L1、L2的线径均按10A查表均取Φ2.06mm的铜漆包线..................①

b、初级线径按0.982A选取,但是必须考虑牛的效率(各种损耗),那么根据常见牛的效率为90%左右,则初级线径按0.982A/0.85=1.155A查表取Φ0.70mm的铜漆包线...................②

2、鉴于功放在实际使用时达到满功率往往是蜻蜓点水,可按下述选取:

a、次级线径可按10Ax80%=8A查表取Φ1.84mm以上的铜漆包线(降低20%够多了)...........③企图蜻蜓点水时也理想,应按①选取。)

b、初级线径仍按②选取不要减小。因为纯甲类下,无论有无功率输出、无论输出功率的大与小,初级的电流始终是最大电流,这从图3、4、5、6可以看到。

有人认为应当按照“2.5A/平方mm” 选取线径,则线径更粗些,也未尝不可。注意:“牛” 如果还提供其它电流(如输入级、电压级、推动级),应按常规加入其中。

六、理论升华:

根据上述分析和其它纯甲推挽石机的分析,可以升华出下述论点:

纯甲推挽石机一个声道使用一只“牛” 并且企图理想时:

1、次级线径按4选取。(本例按4x2.5A=10A选取。也可按选取。)

2、初级线径按“4 x 单臂电压V÷220V÷0.85” 选取。(本例按4x2.5Ax21.6V÷220V÷0.85=1.155A选取。也可按 x 单臂电压V÷220V÷0.85选取。

七、说明:

1、如果用万用表测量上述0.982A和10A,其显示值就不是0.982A和10A了,因为0.982A和10A是初、次级应当具有的电流提供能力,而万用表测量的是实时的有效值,二者的定义不同。

2、有趣的是,用万用表测量的初级电流值尽管不是0.982A,但是无论有无输入信号、无论输入信号的大与小,只要在纯甲类下却恒为最大值,印证了图3、4、5、6初级电流恒为最大值的理论分析。

3、本文为了叙述方便,充电电流取平均值不是十分合理,但是按照本文所述来选取牛的线径应当够格。

4、传统观点认为变压器中心抽头中没有电流流动,而本文却证明变压器中心抽头中有电流流动,如图4中心抽头中的8-2=6A、图5图6中心抽头中的10-0=10A。当然,图3时的确没有,因为5-5=0。

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