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本帖最后由 胆友 于 2015-11-17 20:38 编辑
前二天我的一烧友给我电话问新买合并机了, 工作时有轻微变压器哼声, 问正常吗, 经过仔细询问, 我安慰他: 放心使用, 没问题, 交谈中发现变压器的一些知识对于发烧友来说还是缺乏足够认识
各式各样的音响器材大部份都需要用电,一般都接到市电(50hz和60hz),这些器材便需要电源变压器(开关电源例外),也是我们俗称"火牛"的东西了。今天几乎所有Hi-End器材都使用了环型电源变压器(也叫环牛)而其他较平宜的机种,则依然使用传统的方型电源变压器(也叫方牛)。由于方牛的铁芯是由E形和I形硅钢片组合成的,故方牛又叫EI牛。Hi-End器材大量使用环牛还是最近十多年的事。一般经验告诉我们,环牛的高频响应较佳,另外相同重量的环牛,它的功率和动态余量还比方牛高,环牛一般造价较高,消费者会感觉它较矜贵,故Hi-End机用环牛便变得理所当然了。其实从技术角度看,环牛比方牛优胜的,是它的漏磁量在不需要屏蔽壳(一般用厚钢板, 只有铁才能屏蔽50hz)远远比方牛低,于是机内的布线可以变得更容易灵活了
但环牛本身也有潜伏的弱点,对声音好坏而言,我们是需要重新为环牛和方牛的论证重新思考了。
在深入研究两者优劣前,我们先看看他们的构造。先说方牛,它的线圈是绕在一个方型的骨架上,绕制非常容易,如果使用特殊的机器,一次过可以同时绕制很多个, 故此它的造价较廉宜。线圈绕好后,便把硅钢片有次序地插进去。第一次先放E形的硅钢片,E和I合起来成了一个日字型。第二次掉转方向,先放I形硅钢片,这样 I和E合起来也是一个日字,这样梅花间竹地迭起来直至线圈骨架的中空位置填满了就可以。
环牛的构造就大不相同了,首先我们需要把长长的条形的硅钢片卷制成环型,当卷到需要的厚度(即达到所需的截面面积)就要把它放进炉子里加热使它定形。定形之后就成了一个环型的铁芯,跟着是铺上绝缘薄膜,然后漆皮线要穿过铁芯的中央孔绕在环上,这样的制作,需要特殊的机器,而且每次只能绕一个环牛,所以环牛的造价就贵得多了。
还有硅钢片的厚度也是影响至关重要, 一般方牛因为是叠片对插, 四周螺丝紧固为主, 这样就限制其不能用太薄硅钢片以免铁心不紧而引起振功, 所以0.35mm为主(0.5mm为工业控制为主), 环牛因为是一条钢带卷绕成形,极致的话用到0.2mm以下也有, 铁损小磁通密度高.
近来的研究发现了什么环牛的弱点呢?这要先看看我们使用的市电的特性。在香港或中国大陆,供电都是220V,但从理论上说,这220V是RMS值,换言之它的最高正峰值和负峰值分别为220V×1.414=311V。这只是一个理想值,但在现实生活,由于市电受到各种工业器材的污染,充满各式的突峰(spikes),电源的正负对称往往给破坏,出现直流漂移(DC offset),举例说,如果出现10V的直流漂移,正峰值是321V,负峰值是 301V,这样供电的两端虽然仍维持220VRMS的交流电,但同时出现10V的直流。这种直流漂移可以是瞬间的,也可以是断续的和持续的。更恐怖的是这种交流两端的不规则不对称性并没有什么简单的对策,而直流漂移的幅度,可以是几伏,也可以是几十伏。刚才说的直流漂移,正是环牛的死穴。原来环牛的铁芯,本身是一个完整的环形磁路,故它的效率较高,可是这个铁芯基本上是没有空气缝隙的,这时问题就出来了,当线圈出现直流时,铁芯由于高效而急速磁化,出现磁滞现象。当出现磁滞时,火牛的效率会急速下降。另外,由于环牛的铁芯是与外面绝缘的,铁芯感应到的电荷便没有途径消减了。当遇到这种情况时,(其实在都市里,这情况是很普遍的)用环牛的机器声音会明显劣化。有时环牛甚至会产生鸣叫的现象。
而方牛呢?情况恰恰相反,它对直流漂移有很强的免疫能力。原来方牛的铁芯每一片都由一块E和一块I合成,本身没有完整的磁路,这正是它效率低的原因,但它正因为每片E和I硅钢片都有空气间隙,钢片不可能过度磁化,因此不容易产生磁滞现象,这样所存在空气间隙就成了一个磁滞的安全阀。所以一点直流漂移根本不会对方牛有什么影响。
而解决环牛在市电直流磁化问题, 只有在市电输入处加入一个去直流电路就行了, 成本并不高, 就稍麻烦些,九十年后器材一般比较注意, 都会安装, 而过了2000年后, 可能是音响行情或人才流失或认识问题, 很多器材把这个简单的电路给省略了, 毕竟有人认为这去直流电路会影响声音,但从二其害取其利,是否加入见仁见智了,这电路与常用电源滤波器完全二码事,
还有厂制环牛一般取磁通密度都较高, 这样一则线匝数可减小, 线损可以小, 但这又带来另一问题, 就是变压器振动会大些, 若家中电压越过230v, 牛声就会更大, 文开头的机器就是因这问题引起, 解决问题方法是: 音响厂家订环牛时, 向环牛厂家提出一则在环牛厂家标准制造匝数比参数基数提高到1.2倍以上, 带来的因匝数比提高而效率下降问题用适当提高线径来解决, 反正环牛中心孔都足够绕线机工作, 当然这个须环牛厂家配合才行, 但环牛厂家主要工业用为主, 现在音响器材量那么少, 环牛厂大概也不会为这小批量而改变绕制工艺流程.
最后, 别看是厂家标准制造匝数比参数基数提高到1.2倍以上, 带来的低频响应会便好,50Hz工频环牛, 大家把它看成是个胆机输出变压器来严格对待,50hz交流电能过, 但是频率下降多少分贝(也即50hz低频失真下降多少) 才是重点.
还有双C牛有方环和环牛的优点,而无二者之缺点,但制作成品率低,成本也比二者更高,现在就更少厂家批量生产了
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