反传统,乙类、甲乙类挽石机“牛”的线径应当这样选取

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传统观点认为,纯甲的“牛”线径应当粗,甲乙类的“牛”线径可以细,乙类的“牛” 线径可以更细。可是通过理论分析得知,上述乙类、甲乙类的“牛”线径应与纯甲相仿,各位听我慢慢道来。

三台推挽石机均为4Ω 50W,一台是乙类,一台是甲乙类,一台是纯甲。前二者的 “牛” 线径应与后者相仿吗?

传统观点认为,上述纯甲的 “牛” 线径应当粗,甲乙类的 “牛” 线径可以细,乙类的 “牛” 线径可以更细。可是通过理论分析得知,上述乙类、甲乙类的 “牛” 线径应与纯甲相仿,理由如下:

电磁炉大火爆炒时需要的电流最大,其220V电源线必须相对粗壮,而小火慢炖时,相对粗壮的220V电源线就显得没有必要了,可是达标的电磁炉都配备了相对粗壮的220V电源线,这显然是为电磁炉的最大电流准备的。立式空调制冷时需要的电流最大,其220V电源线必须相对粗壮,而待机时,相对粗壮的220V电源线就显得没有必要了,可是人们都为空调配备了相对粗壮的220V电源线,这显然是为空调的最大电流准备的。

功放的牛线径也是这个道理,我们也必须为功放的最大电流准备牛的线径,那么上述乙类机与纯甲机实际需要的最大电流是不是一样呢?(其它不同音箱阻抗、不同功率的推挽石机可依此自行计算)(为简洁起见,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。)

一、4Ω 50W乙类推挽石机

如图1,末级总静流0.2A,是乙类机。其最大甲类功率为2x0.2x0.2x4=0.32W。


图1的电源电压U+如图2的红线所示

1、静态时:

a、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0.2A由C1以放电的方式提供)。

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0.2A由C2以放电的方式提供)。

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。)

b、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在提供G1的0.2A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0.2A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0.2A的电流,这就需要平均大约0.2A的充电电流。这就是说,L1在td期间应能提供 “ G1的0.2A + C1充电的0.2A = 0.4A ” 的电流 ,如图3的上臂。

同理,L2在td期间应能提供“ G2的0.2A + C2充电的0.2A = 0.4A” 的电流,如图3的下臂。

那么,根据 “ 0.4A x 21.6V + 0.4A 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0.0785A。

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。

2、正半周信号输入时:

a、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0.2A,则G1的瞬时电流就达0.2+0.2=0.4A,那么G2的瞬时电流将对应减小0.2A刚好减小到0.2-0.2=0,这就是正半周最大甲类0.32W时。此时,td期间的瞬时电流情况如图4。

根据 “ 0.8A 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0.0785A。

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。

b、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4.6A达0.4+4.6=5A时,G2的瞬时电流还是0(因为已经进入乙类),这就是正半周时。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。

3、负半周信号输入时:

与正半周同理,最高目标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然是0.982A。

二、4Ω 50W纯甲推挽石机

4Ω 50W纯甲推挽石机的内容可以参考我早前的一篇文章:反传统,纯甲推挽石机“牛”的线径应当这样选取

三、二机对比

分别对比上述乙类与纯甲二机的图5图6可以发现:二机需要的最大电流完全一样(L1均为10A,L2均为10A,初级均为0.982A),所以乙类推挽石机的“牛”线径应与同阻抗同功率的纯甲相仿。可想而知,甲乙类推挽石机的“牛”线径更应与同阻抗同功率的纯甲相仿。

也许有人说,上述乙类与纯甲二机实际工作时,瞬时最大功率很少达到50W,所以该乙类机需要的最大电流比该纯甲机小许多。其实这是错误的想象,以正半周为例,上述二机在四种输出功率时的瞬时电流见表2:

从表2可以看出,上述二机的瞬时最大功率如果人为控制在与50W相差较大的38.72W,那么G1的最大电流4.4A和4.7A却相差无几。上述二机的瞬时最大功率即使人为控制在与50W相差很大的18W,G1最大电流3A和4A的差别根本没有想象的那么大。如果经常控制在18W以下,那么购制50W的功放就不合适了,就应当购制小于50W的功放了。

严格地说,上述二机既然敢称50W,就完全应当以50W为标准来衡量,于是根据表2,50W时G1的最大电流5A和5A完全相等,据此,二机的 “牛”线径完全一样也不为过。

四、关于上述乙类机线径的选取

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1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1取Φ0.70mm的铜漆包线...................②


表1

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:(企图蜻蜓点水时也理想,应按①②选取。)

a、次级线径可按10Ax80%=8A查表1取Φ1.84mm以上的铜漆包线..........................③

b、初级线径可按1.155Ax80%=0.924A查表1取Φ0.63mm以上的铜漆包线..............④

继续考虑乙类机小功率时电流小的实际情况,能在③④的基础上继续减小线径吗?当然能,但是余地不大,原因是乙类机大功率时电流大。甲乙类机的牛线径,可在同阻抗同功率的纯甲与乙类之间选取,不赘述。

总之,乙类、甲乙类机的牛线径不可掉以轻心。

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。说明: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。

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