有關電源供應的choke

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版主: dolaimo, Colin

有關電源供應的choke

文章chinchin » 週五 9月 14, 2012 3:20 pm

以前學電路,老師都只教電路,但是從來很少教電源要怎麼做,理想中電源總是輸出阻抗近於0,但是這不可能。況且還有其他問題。

一陣子以來,我總是要問colin有關choke的問題,但是總是沒時間,要不然就是colin不想理我,所以我想還是在這裡開的題目。這還有個好處,炒一下這裡的人氣。

我先自問問題,要是colin不回答,我再來想好了。

首先,電源裡有choke的好處是甚麼? 不要用好聽這種回答,工程一點的答案我比較聽得懂。
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Re: 有關電源供應的choke

文章小郭 » 週五 9月 14, 2012 10:27 pm

以音響用途來說....
choke(扼流圈)絕大部份使用在單端線路的電源濾波上
最主要是要將漣波降到最低
如果不這麼做
單端線路的哼聲(60HZ)將會很大
不管你用的濾波電容有多大
對降低電源的漣波率....效果都有限
而且成本也很高
有了choke來濾波....對消除漣波將會很有效率
尤其是π型滤波(CLC)的效果更是好

而一般推挽的線路
不管是真空管或晶體機
CHOKE的存在就沒那麼重要
以晶體機而言....choke的內阻反而會提高電源內阻
這樣在大電流輸出時將非常不利

所以choke的應用(消除漣波)最好是用的低電流的線路上
當然像真空管這種高電壓低電流的線路最適合囉!... :lol:

其實使用主動零件的穩壓電路也可以消除漣波
不過依我以前的經驗
聲音表現就沒CHOKE濾波來的好
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Re: 有關電源供應的choke

文章stein » 週六 9月 15, 2012 12:16 pm

chinchin 寫:以前學電路,老師都只教電路,但是從來很少教電源要怎麼做,理想中電源總是輸出阻抗近於0,但是這不可能。況且還有其他問題。

一陣子以來,我總是要問colin有關choke的問題,但是總是沒時間,要不然就是colin不想理我,所以我想還是在這裡開的題目。這還有個好處,炒一下這裡的人氣。

我先自問問題,要是colin不回答,我再來想好了。

首先,電源裡有choke的好處是甚麼? 不要用好聽這種回答,工程一點的答案我比較聽得懂。


chinchin兄這題目是掛在 Tube魂 之下,談電源供應的choke。
現就本人所知,分享各位相關的資料,也提出意見供參考。

Choke用在電源,幾乎全是高壓B+正電濾波,較少用在 低壓 C-負電上。

無論B+ 或 C-濾波,choke後端一定是掛一個大容量電容,接共地,兩者形成一個 120 Hz 交流波的分壓回路。
B+一般幾乎用全波整流,因此進入 Choke的交流波 已經不是 60Hz,而是以 120Hz為主的頻率,尾巴一串不影響大局的副波,即是偶數諧波。
以 choke輸入而言,120Hz 約佔了9成。

為方便計算,我記在腦裡的是:

1 henry (H) 阻抗 是 700 歐母
2 micro-farad (uF) 阻抗 也是 700 歐母

這是根據 電感抗、電容抗 的公式 X-L=2*pie*f*L, X-C=1/2*pie*f*C, f=120 Hz, L=1 H, C= 2 uF,
代入計算,再考慮到 實體電感、電容 L, C 的允差都超過 15%,簡化得來的。

舉個實例:
1H 配 20 uF相當於 700 對 70 歐母電抗,分壓衰減 10分之1.
電壓衰減 20 dB (參見 dB 附表)
其實是 ( 1+10)/1= 11 分 1,簡化為10,方便計算的。

倘若大爺有錢,2H 配 40uF,相當於 1400 對 35 歐母電抗,分壓衰減 40分之1.
電壓衰減 32 dB (參見 dB 附表),

要是有錢又有腦筋,把它們拆開,分兩段1H 配 20 uF,
電壓衰減 兩道 20 dB 等於 一道 40 dB、比 32 dB賺了 8 dB.


採用choke的好處就是:
提高B+的電位,節省能源。


以相等的濾波效果,2 H電感需要拿一個 1400歐母的電阻取而代之。
0.1 A的B+負載電流會 吃掉 0.1*1400= 140 V的電壓降。
140 V的電壓降 會消耗 140*0.1=14 W的功率。
您吃得消嗎?

我做耳機放大機 只用 30 mA, 吃掉 30 V,就可以了。

choke的弱點是:
1. 花錢。
2. 佔掉機殼內部有限的空間,或機殼外部的空間,美觀上也未必有幫助。
3. 難免有磁漏外洩干擾。

圖檔

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圖檔

附上 我常買的HM choke 規格、售價表供參考

圖檔


抱歉,最近貼在photobucket的圖片,比以前的品質差。

有興趣的話,見 "stein大小聲"部落格

http://tw.myblog.yahoo.com/stein-hsu/ar ... l=f&fid=13

還有Antique Electronic Supply網站

http://www.tubesandmore.com/

想到再補上幾點:
1.
電容輸入,要考慮到choke的額定電壓。
HM規定 max. VDC 大約都在 400 V 以上。有幾件我不得不超過,約在 400-420 V之間,還沒有出事過。

2.電感輸入,需要最低消費 mA,否則,前頭的輸入電壓無法維持在 0.8-0.9 V-rms之間,電感輸入方式=接近不變的恆常電流無法建立。
據上文,Morgan Jones英國佬說: I-mA= V-rms/L(H)

又整流時,電流其實會有"青黃不接",產生超高頻率的電壓。建議加上旁路snubber=(10 nF + 串接 10kr)消除掉。
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Re: 有關電源供應的choke

文章stein » 週日 9月 16, 2012 2:56 pm

我翻看了日本先生 山川正光的回路集,市售 PP機將進
100台裡有超過 50台是不用Choke

50台裡將近一半,連 50-300r 的電阻也不用,直接上
Out put transformer中心抽頭。

1955-1965年代 家裡的"5球"收音機,5吋喇叭不是永久磁鐵,
而是靠 線圈激磁產生磁力的。

請看下圖,"摸剌阿兼洗褲子"

圖檔
stein
 
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Re: 有關電源供應的choke

文章chinchin » 週日 9月 16, 2012 9:00 pm

對於晶體機來說,濾波電容動輒10000 uf,所以動用choke的需要就大幅降低了,不過有些晶體機廠商卻還是用了choke,例如cello/viola. 這就讓我好奇了,因為colin說過,晶體機用上choke還是有好處。那麼好處在哪裡呢? colin也對我說過,在一般晶體機哩,choke可以小一點,比起晶體機來, 原因是因為電容比較大而已嗎?

以電源跟放大電路分開考慮的觀點來看,電容加大確實在modeling時有諸多好處與簡易之處,但是電容加大卻不是萬靈丹。假如不把兩邊分開來看,那麼可以考慮從電源處看進去電路端的阻抗來決定電容,濾波電路結構,甚至是假如有choke,那麼值該多少呢?
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Re: 有關電源供應的choke

文章chinchin » 週日 9月 16, 2012 9:07 pm

stein 寫:我翻看了日本先生 山川正光的回路集,市售 PP機將進
100台裡有超過 50台是不用Choke

50台裡將近一半,連 50-300r 的電阻也不用,直接上
Out put transformer中心抽頭。

1955-1965年代 家裡的"5球"收音機,5吋喇叭不是永久磁鐵,
而是靠 線圈激磁產生磁力的。

請看下圖,"摸剌阿兼洗褲子"

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我只在少數機會聽過類似機器,加之是二十多年前了,那時見識不足,多不得準。您覺得在field coil不多做濾波是成本,空間問題,還是音質已經夠了,所以不必加呢? 從頻率分析來說,加一級choke確實是在濾120Hz時更好,但是真的是只有這個好處嗎?

這讓我想起用choke做負載,還是電阻做負載的不同了。
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Re: 有關電源供應的choke

文章小郭 » 週一 9月 17, 2012 7:45 am

以調音的觀點上來說
任何的調整或變化都足以影響聲音表現
我前一陣子做了部...變頻再生電源(40~800Hz/110~120v)
現在聽音樂比較不會有那種
"有時好聽有時不好聽的感覺"
再將頻率調整超過60hz....(如120hz或300hz)
這時後聲音有了不同的變化
更聽嗎?.....應該不算是
但聽感上確實不同....較清析較明亮一點
而這部變頻再生電源也用到了2顆38Mh/6A的CHOKE
我實驗過拿掉CHOKE
(其實有沒有CHOK一點也不影響電路動作)
但聲音表現就沒那麼的.....穩

除了管機之外....大部份的機器都不使用CHOKE
我覺得應該是成本考量問題
否則依我的經驗
用CHOKE來濾波的聲音表現
好過用晶體穩壓(IC)或不用CHOKE
而以單純用大電容來濾波的聲音最難聽 :wink:
最後由 小郭 於 週二 9月 18, 2012 7:15 pm 編輯, 總共編輯了 1 次
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Re: 有關電源供應的choke

文章Colin » 週二 9月 18, 2012 5:01 am

電源的穩壓迴路加上 Choke,等同於內阻變大,會影響瞬間輸出電流的供應,這個實驗我做過,真的是有差。

因為真空管線路都是高電壓/低電流,所以感覺上會比較不那麼明顯,但換一顆比較低內阻的 Choke,推力確實會增加。

我做過用電晶體高壓穩壓,供應 250V 直流,內阻遠比 Choke 小很多,感覺的到推力增加,但主要還是看電源供應,
如果是交流 200V -- 整流 -- C -- 晶體穩壓 , 另一組是 320V -- 整流 -- C -- 晶體穩壓 , 第二組會好聽許多,

以上,都是考慮到瞬間推力,但是音樂不是最需要瞬間推力,就像是馬力太大的車不一定好開,太過銳利的鏡頭不一定討喜一樣,
機於方便以及不容易損壞的原則下,所以我使用 Choke ,
Colin
 
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Re: 有關電源供應的choke

文章chinchin » 週二 9月 18, 2012 10:54 am

Colin 寫:電源的穩壓迴路加上 Choke,等同於內阻變大,會影響瞬間輸出電流的供應,這個實驗我做過,真的是有差。

因為真空管線路都是高電壓/低電流,所以感覺上會比較不那麼明顯,但換一顆比較低內阻的 Choke,推力確實會增加。

我做過用電晶體高壓穩壓,供應 250V 直流,內阻遠比 Choke 小很多,感覺的到推力增加,但主要還是看電源供應,
如果是交流 200V -- 整流 -- C -- 晶體穩壓 , 另一組是 320V -- 整流 -- C -- 晶體穩壓 , 第二組會好聽許多,

以上,都是考慮到瞬間推力,但是音樂不是最需要瞬間推力,就像是馬力太大的車不一定好開,太過銳利的鏡頭不一定討喜一樣,
機於方便以及不容易損壞的原則下,所以我使用 Choke ,


Colin終於出現。

有Choke還有一個可能的好處,假如Q大的話(但是要跟看到電路端的阻抗合併計算),那麼不一定會比較沒力,因為電感本身也是儲能元件。 我有興趣的不是高壓,而是一般晶體機所使用的電壓。 如小郭說的,他加了choke後好聽一點,為什麼呢? 他做的是可是交換電源喔,一般會把頻率拉到更高的地方,照理說,濾掉電源諧波更簡單,不是嗎?

其次,"200V -- 整流 -- C -- 晶體穩壓" 與 "320V -- 整流 -- C -- 晶體穩壓" 不是架構都一樣嗎? 怎麼比? 我懷疑是colin筆誤。

其次,用大電解電容,內阻也不算小喔! 用choke是希望用小一點的電容達到一樣的濾波效果嗎?
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Re: 有關電源供應的choke

文章小郭 » 週二 9月 18, 2012 3:16 pm

應該是這樣......

"200V -- 整流 -- C -- 晶體穩壓" 與 "320V -- 整流 -- LC -- 晶體穩壓"


蘇老師....
我做的變頻再生電源是類比的...不是交換式的啦!
把升壓的OPT及穩壓線路拿掉
就是一部350W的大功率後級:lol:

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Re: 有關電源供應的choke

文章chinchin » 週二 9月 18, 2012 11:31 pm

小郭 寫:應該是這樣......

"200V -- 整流 -- C -- 晶體穩壓" 與 "320V -- 整流 -- LC -- 晶體穩壓"


蘇老師....
我做的變頻再生電源是類比的...不是交換式的啦!
把升壓的OPT及穩壓線路拿掉
就是一部350W的大功率後級:lol:

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交換式比較環保,你這是大陣仗。

前面說過,假如用choke,那麼電容可以小一點,對電路充放電應該會快一點,不是嗎? 我在懷疑用交換式電源,加了choke有好處嗎? 這是延續誤解小郭兄的電源所引起的問題。
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Re: 有關電源供應的choke

文章Colin » 週三 9月 19, 2012 4:16 am

chinchin 寫:
Colin 寫:電源的穩壓迴路加上 Choke,等同於內阻變大,會影響瞬間輸出電流的供應,這個實驗我做過,真的是有差。

因為真空管線路都是高電壓/低電流,所以感覺上會比較不那麼明顯,但換一顆比較低內阻的 Choke,推力確實會增加。

我做過用電晶體高壓穩壓,供應 250V 直流,內阻遠比 Choke 小很多,感覺的到推力增加,但主要還是看電源供應,
如果是交流 200V -- 整流 -- C -- 晶體穩壓 , 另一組是 320V -- 整流 -- C -- 晶體穩壓 , 第二組會好聽許多,

以上,都是考慮到瞬間推力,但是音樂不是最需要瞬間推力,就像是馬力太大的車不一定好開,太過銳利的鏡頭不一定討喜一樣,
機於方便以及不容易損壞的原則下,所以我使用 Choke ,


Colin終於出現。

有Choke還有一個可能的好處,假如Q大的話(但是要跟看到電路端的阻抗合併計算),那麼不一定會比較沒力,因為電感本身也是儲能元件。 我有興趣的不是高壓,而是一般晶體機所使用的電壓。 如小郭說的,他加了choke後好聽一點,為什麼呢? 他做的是可是交換電源喔,一般會把頻率拉到更高的地方,照理說,濾掉電源諧波更簡單,不是嗎?

其次,"200V -- 整流 -- C -- 晶體穩壓" 與 "320V -- 整流 -- C -- 晶體穩壓" 不是架構都一樣嗎? 怎麼比? 我懷疑是colin筆誤。

其次,用大電解電容,內阻也不算小喔! 用choke是希望用小一點的電容達到一樣的濾波效果嗎?


"交流 200V -- 整流 -- C -- 晶體穩壓 , 另一組是 320V -- 整流 -- C -- 晶體穩壓"
明確表示應該是
"交流 200V -- 整流 -- C -- 晶體穩壓成 250V DC , 另一組是 320V -- 整流 -- C -- 晶體穩壓 成 250V DC "
主要是說明 200V 作出來的電壓 (250V ) 是虛偽的,沒有力氣的,當機器全功率輸出時,一下就洩氣了 (大部分的晶體機,音量開過一半,聲撕力竭那種聲音就是電源不夠造成的 )

還有,電容過大時,如果被連續式低頻吃掉電力,穩壓回路或是整流迴路,乃至於變壓器本身供電,除了要給主放大元件以外,那顆大電容也是要餵飽,也是會死的很慘,當然這些都是運用在開很大音量時才會產生。

所以我會選擇 LC 濾波 + 小電容,主要還是我的小功率機器,常常被要求在最大輸出點工作,接近最大輸出功率邊緣,這樣的線路比較適合。
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Re: 有關電源供應的choke

文章小郭 » 週三 9月 19, 2012 8:59 am

" ....200V 作出來的電壓 (250V ) 是虛偽的,沒有力氣....."

最主要是"連續輸出功率"不足的原因
在電源變壓器的供電能力足夠(餘度)時
就不會有這樣的情況發生
這要看廠商或設計者如何去衡量(願意花多少錢?)

使用CHOKE與主動穩壓的電源的聲音不同
而且CHOKE只能得到較穩定的電壓(不能穩壓)
且不適合用在負載變動率大的地方(電壓會乎高乎低)
所以...功率擴大機的電源加CHOKE時
最好驅動級要用主動穩壓電源來供電
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Re: 有關電源供應的choke

文章chinchin » 週四 9月 20, 2012 1:09 pm

colin什麼時候做過晶體穩壓的機器了?
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Re: 有關電源供應的choke

文章Colin » 週四 9月 20, 2012 3:58 pm

chinchin 寫:colin什麼時候做過晶體穩壓的機器了?


有,但是自己覺得不好聽,不大想賣
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