音响用电源供应器.doc

音响用电源供应器Nelson Pass 编按：这是Pass Labs设计者Nelson Pass先生于1997年发表的一篇文章，原名为「Power Supplies：A Commentary for Consumers」，内容旨在说明扩大机电源供应器的最基础理论，以及教导消费者如何判定优秀的电源供应器设计。Nelson Pass先生从早年的Threshold时代起，就是名满音响界的扩大机设计专家，在这篇文章中却是以最浅显的角度与轻松口吻，为技术门外汉逐一解释电源供应器的组成与好坏关键，当然更值得音响迷们作为参考。本文已获得Nelson Pass先生授权翻译刊登。入门介绍 ─ 电力与水力系统很多人不懂电力方面的学问，但是他们可以从以下这种道理极为近似的水力原理中进行了解。导线就像是水管；水压可以比喻成电压；水流当然就是电流；湖泊与水库好比电容器；二极管则是单通路活门；至于真空管与晶体管，作用就像是水龙头一样。整个扩大机的电子线路，可以被视为一组水利系统。太阳控制着气象循环，水分就分布在大地，以湖泊上游的水库进行储存，提供我们日常生活的用水所需。在冬天，雨水就储存在湖泊中，水压就随着储水量上升；在夏天的时候，水平面会降低，水压也会跟着降低。当民生用水需求量大时，储水量就会降得更低，而且通常得要花一个季节以上的时间才会回复正常的储水量。对扩大机而言，室内的电力配线、电源线、变压器与一些外围零件，就是提供「雨水」最主要的关键，而滤波电容则为储水槽。电源供应部份的电容器每1/120秒就会充电一次，并且每隔60Hz周波就会反射二次电流脉冲。这些脉冲的持续时间相对较短，而且必须仰赖滤波电容在脉冲之间的6微秒（ms）充电效能。我们希望能够让电源供应器维持固定的工作电压（水量），而且这通常得靠巨大的电容量来储存能量，以及巨大的变压器提供充电所需来完成。现在，你应该已经有一些概念了。我们在这里并不是在讨论扩大机的设计，而是试图澄清市面上充斥的天花乱坠不实宣传，所以我想来谈一谈厂商们常用的手法。无论我们的要求有多高，基本上都是需要稳定不变的电压供给，同时具备低杂音特点的电源供应器。此时，愈大、愈重就显得愈好，因为较重的变压器能够提供较充裕的电源，较粗重的导线能够承受较大的电流，而较大的电容量就能够储存较多的能量。问题是，会不会有太大的问题？当然，数据规格和实际表现不会成正比，相对于变压器提供1瓦功率给前级扩大机线路比较起来，上千瓦或是数万瓦的功率并不见得会好到哪里去；虽然这种想法对于大多数音响迷来说，并起不了什么觉醒作用。 图充足的电源供应部分(包括变压器滤波电容等主要组件)，至少得占据后及扩大机一半以上的重量才算数。电源变压器最好的电源变压器，就是使用甜甜圈造型磁铁的环型变压器。以同尺寸的变压器来说，环型变压器可以提供最大的电源供应，同时噪音的问题也最小。不过，由于电源要在极短的脉冲时间里传送给电容器，因此环型变压器必须在额定瓦数输出状况下进行多次分级筛选。一般而言，一部持续输出功率200瓦的AB类后级扩大机，就必须有能力提供700瓦的能量；换句话说，它的变压器理当有2,000瓦的功率。其中若有任何数字低于此，便不足以支撑持续工作状态。当然，对于不需要持续工作在最大输出功率的AB类扩大机来说，这些要求就可以省下来。如果是一部持续输出200瓦的纯A类扩大机，它就会随时需要1,000瓦左右的能量；换句话说，电源变压器「至少」就得具备3,000瓦以上的功率。一般的环型变压器，大约每30瓦容量就等于一磅的重量，所以3,000瓦功率的环型变压器重量约为100磅。后级扩大机其它的部分大约也是等重，所以一部纯A类200瓦输出的后级，总重量至少在200磅以上。对于纯A类扩大机来说，每1磅重量换算为2瓦输出，可以视为一种不错的判定标准。低于这种重量标准的扩大机，很可能就不是纯A类设计，或是厂家利用取巧的线路来达成A类的特性。低杂音的特性也很重要。环型变压器通常会包装在金属隔磁罩内，而且为了降低磁力辐射的影响，这些隔磁罩通常（但不是一定）采用铁制品。这是很好的现象，但是在过去至少有一家以上的扩大机厂家，曾经将小型的变压器装置在大型的隔磁罩里，消费者也就不明不白地被骗了。 电容器由于高电容量对后级扩大机的需求，电源供应器所使用的滤波电容几乎都是采用电解液构成。你在后级扩大机内部所看到的电容器，都是以专有单位加以标示，如微法拉（μF）、电压与电容量等。最常见的大功率后级使用滤波电容规格为25,000μF，或是称为0.025法拉。1法拉是很大的单位，这种巨大的电容量在传送1安培/1秒钟的过程中，会造成1伏特的压降。以纯A类200瓦的立体声后级为例，它的偏压会达到8安培，也就是说电源供应器的涟波将有0.06V/RMS。一般而言，你会希望