20W高频（100~500KHz）正弦交流再生电源试做

cnboy

erain 发表于 2023-11-27 21:46
我能想到的好处如下：

1、简化DIY直热管的供电系统。直热管难伺候，主要原因之一是很多情况下每个管子 ...

高频正弦波和工频都是正玄波峰值和有效值是一样的，哪来的补充率不同？还有电源效率问题！不如直接494开关稳压就得了！方波和正玄波整流以后没什么不同，为何还在迷恋正玄波呢？

大大大老虎

cnboy 发表于 2023-12-3 07:40
高频正弦波和工频都是正玄波峰值和有效值是一样的，哪来的补充率不同？还有电源效率问题！不如直接494开 ...

方波的谐波比正弦波大N倍。

erain

cnboy 发表于 2023-12-3 07:40
高频正弦波和工频都是正玄波峰值和有效值是一样的，哪来的补充率不同？还有电源效率问题！不如直接494开 ...

    如果我们通过化验来判定，一颗煮熟的麦粒，跟煮熟的面条、馒头、面包比较，其营养成分不会有太大的区别；但是为什么我们很少直接吃麦粒，而大费周章的把麦子磨成粉，再做成各种食物呢？因为麦子在磨成粉末之后，在水、微生物、空气、刀工、火候……作用下，可以发生各种各样的变化，成就了愉悦众生的千般姿态、万般美食。

    再比如发工资，总量相同的情况下，一日一结、一月一结、一年一结，领工资的人感受差异很大！

    电能的玩法也类似。单从频率的角度看，全波整流（整流之后的元件都看做负载）时，50Hz的电，每秒钟会向负载提供100次脉冲能量；100KHz的电，每秒钟会向负载提供200000次脉冲能量。虽然幅值相同，但是负载的感受不同。试想，如果有一个突发的1KHz大电流需求发生在那100个脉冲之间的空档，50Hz的电源必然不能及时提供足够的能量，必需等待下一个脉冲的到来；而100KHz的电源，可以在此瞬间向这个1KHz大电流需求注入百次能量。哪个供电方案更香？

    至于方波和正弦波哪个好，关键是对音频电路的干扰问题。方波方案效率高，成本也较低，做得好，也可以对音频干扰很小，但是解决干扰的成本很高！正弦波方案效率低一点，成本也高一点，但是解决干扰的成本较低。综合起来看，正弦波电源的性价比还是优于方波电源。普通方波电源造成音质的沙粒感，非常恼人！跟面粉里掺了沙子一样的难受！正弦波电源，还是比较容易做得通透细腻的。

火星计划2009

erain 发表于 2023-11-30 21:52
您说的确实是一个解决方案。我在2016年就曾经用传统的ZVS电路和ROYER电路来实现这个功能。但是早就放弃 ...

ZVS唯一的缺陷就是不能稳压，频率还是很稳定的就是负载100W频偏也不会超过2KHZ

erain

    整流滤波后的直流电已经能够点亮灯泡负载，目前是以DC100V、0.1A左右的范围来测试的，比较方便测量。

    遇到一个严重的问题，由于整流滤波加灯泡负载对于高频电源是一个明显的非线性负载，电容、电感、电阻、整流二极管参杂着影响高频电源的运作。原本的高频正弦电源是线性的平衡状态，应付灯丝这样简单的近似于纯电阻的负载能保持很低的失真度。在复杂的非线性负载加入之后，整个系统就乱套了！表现出明显的输出波形失真。这种失真也代表了明显的谐波干扰，会影响音频电路的工作。

    看来，又要深入学习，准备解决问题了

erain

学习、研究了几天，大概梳理了问题的根源和解决问题的方向。

先请看高频正弦电源带纯阻性负载时的波形（频率119KHz，失真度＜1%）：



再请看高频正弦电源带整流滤波电路负载时的波形（频率119KHz，失真度≈4%）



这种情况类似于我们日常使用的市电工频电网中，如果有电焊机、空调等大功率非线性负载时，往往会造成市电波形失真，干扰音响设备的正常工作。下图就是一个市电波形实例（频率50Hz，失真度＞6%）



在工频电网，对于这个问题，有专门的“谐波治理”措施；同理，在高频的整流滤波电路中也可以引入相应措施；原理是一样的，只是频率有不同。

60年代的爱好者

好比脱裤子放屁。
连一个廉价的铅酸电池的效果都不如----最早的电子管就是用这个供电的，稳定、纯净，效果秒杀其他方式。

erain

60年代的爱好者 发表于 2023-12-10 10:48
好比脱裤子放屁。
连一个廉价的铅酸电池的效果都不如----最早的电子管就是用这个供电的，稳定、纯净，效果 ...

    铅酸电池确实廉价、稳定、纯净、效果好！但是如果手头只有一只12V的铅酸电池，想做个胆前级或耳放，我的努力就可以派上用场。

    可能您还有一个误解，铅酸电池（或者其它化学电池）在当代高素质的LDO面前，性能参数是占不了上风的。一片常见的LT3045，输出噪音0.8uV，已经低于常规各种化学电池一个数量级。

补充内容 (2023-12-11 08:29):
非常抱歉！因为我没有查到铅酸电池输出噪声的具体数值，所以此部分描述可能不准确。目前可以确定的是，LT3045输出噪声（0.8uV@500mA）低于普通锂电池(2.7uV@3.7V/500mA)和干电池(7.1uV@3V/500mA)。

补充内容 (2023-12-11 08:37):
另外，化学电池的输出电压会随着放电过程而变化，导致灯丝温度随之变化，必然影响影响电子管的工作状态。这种变化不应该算什么好的效果。

cnboy

围观下，不过已经看见谐波了

erain

cnboy 发表于 2023-12-10 17:40
围观下，不过已经看见谐波了

您指的是21楼第一张图中正弦波曲线过零时的那点毛刺？如果是的话，我就解释一下：

首先，只有理想的线性系统才不会产生谐波；明显，受制于成本和效率，我只能尽量接近理想。如果投入更多的成本，再牺牲一些电源效率，做出看不到毛刺的正弦波形是没有问题的。

我们再具体分析这些毛刺的性质。
1、从频谱来看，基波频率在119KHz的情况下，我们看到的那点毛刺的频谱应该分布在MHz的频率范围，对音频的干扰很小。
2、从幅值来看，毛刺的幅度很小，应该不超过基波能量的1%；从失真度＜1%这个指标也能看出来谐波的份量。

所以，相对于方波而言，您看到21楼第一张图的正弦波形中，谐波的份量少了很多、很多！如果我们再进一步针对性的采取滤除措施，音频电路受到的干扰是极小的。先这样大略的说说，有机会我们再做定量分析吧！

cnboy

erain 发表于 2023-12-10 20:22
您指的是21楼第一张图中正弦波曲线过零时的那点毛刺？如果是的话，我就解释一下：

首先，只有理想的线 ...

理论的基本知识不差什么呀？有点疑问就是怎么就掉发烧的坑里了呢？发的还是电子管灯丝的烧！波峰的那些锯齿不是线路的谐波失真，应该是变压器的振铃现象。至于灯丝寿命可没有那么娇贵！在有电源效率如果使用D类还好一些，如果是乙类只有60%而且电源的内阻很大！逆变器使用正玄波完全是为了适应感性负载不得已的办法。很多都是变频器的输出方案。貌似分辨率不是很高，我使用不好现在的数字示波器，一部迷你版的ST10一般就够用了，

erain

cnboy 发表于 2023-12-10 23:15
理论的基本知识不差什么呀？有点疑问就是怎么就掉发烧的坑里了呢？发的还是电子管灯丝的烧！波峰的那些锯 ...

其实，我很菜，只是边玩边学，现炒现卖而已，一定有很多谬误之处，烦请各位斧正！

音响发烧，只是本人爱好之一。烧灯丝，是因为别的音响电路项目都几乎被老烧们烧尽了，我再折腾，无非是炒旧饭，兴致不大；灯丝方面，烧的人少，折腾的余地大些，我就试着比划两下，不一定有什么满意的结果。

“波峰那些锯齿”？您指的是21楼第二张图中波峰部分的形状吧？其真实来源是整流二极管导通和截止，有机会比较一下二极管的电流波形就能看出来对应关系。二极管的导通和截止状态，其阻抗差异巨大，且还有其它各种干扰因素，这里就不展开讨论了。

电子管，虽然古老，但是还有很多没有玩尽的乐趣！多一些探索、多一点宽容，多一份努力！无非是想让美妙的音乐更好听一点

烤全羊是美食；一只羊从头到脚、从里到外，做出上百种菜品也是美食！总不能让大家都吃烤全羊吧！？

下面这个帖子，楼主是一位20出头的小伙子，估计在很多坛友跟前只能算是孙子辈的小孩，他在300B灯丝恒流供电方面的努力让我叹为观止！

https://www.diyaudio.com/communi ... -adjustment.406235/

他用到了诸如：MCU、ADC、多层PCB、CNC加工等多种现代技术和工艺。还有各种深入研究的曲线和测试报告，感兴趣的朋友可以去原贴看看。



小伙子的思考和探索令人敬佩，期待年轻一代能把电子管玩得更明白！

erain

努力了将近一年，更改了数不清的方案，目前可以实现200KHz正弦交流逆变，整流滤波后带20W直流负载时，波形的失真小于2%（不会出现21楼第二图那样的畸变），且电源效率高于75%

看来，12V输入，20W级别的高频正弦再生电源即将可以投入实用了！目前还是定向于直热小单端功放和耳放/前级的供电。其中，高压乙电通过将高频正弦波整流滤波再稳压获得；直热管的灯丝甲电可以直接使用高频正弦供电，也可以把高频正弦波整流滤波后再直流供电。

希望通过模块化的设计，把繁杂的直热管供电系统精简为随手可得的单12V供电。更期待这样的供电方案，能给音质带来正面的影响。

样品制作中……

zgcaihong

期待样品出来

MF35_

火星计划2009 发表于 2023-12-3 18:28
ZVS唯一的缺陷就是不能稳压，频率还是很稳定的就是负载100W频偏也不会超过2KHZ

其实可以变相稳压，因为ZVS的振荡电压和电源电压是正比的，从输出端取样，然后去控制ZVS的电源电压，变相达到稳压目的，有一些电器的高压电源就是这么搞的