진공관 Amp B 전원

조회 수: 3296, 2014-03-31 06:55:22(2014-03-22)

 

AC 입력에 변화가 생기면 모든 전압이 여기에 따르게 됍니다. AC input voltage follower 입니다.  진공관 동작도 전압 변동에 따라갑니다. 물론 회로 구성요소인 저항, Capacitor 를 바꾸어도  특성이 다르면  당연히 소리에 영향을 줍니다.

전자회로에서 가장 나뿐 부품이 진공관입니다. 진공관 특성편차는 +/-20% 이고 시간이 가면 특성이 나빠지다  aging 으로 죽어 버립니다. 진공관을 교체하면 특성도 바뀝니다. 정 전압동작이 별 의미가 없습니다. 진공관 동작 안정화를 위해서 정전압을 공급하는데  진공관 특성 자체가 계속 변동한다면 ?

 

Aging 을 해야 소리가 좋아진다 -- 이런 진공관은 저의 의견으로는 처음부터 불량 품입니다. -- 일반소비자는 별수 없으니 그냥 써야지요.  첫 특성은 같아도  Aging (수명) 현상은 진공관 재료나 진공도 에 따라서 달라집니다. 그레서 회사에따라 제조년도에 따라  모두 같을수가 없습니다.  

 

진공관 Amp 좀 한다는사람중에  실제로 Plate V/I 특성 그려본사람 - V/I 특성 Test 해 본 사람- 몇 없습니다. 제가 옛날 반도체 개발할때 쓰던 측정장비는 모두 진공관 장비였습니다. 비싼 장비들이지만 진공관특성의 변동으로 고생 많이 했습니다.  진공관 특성 변동을 저만큼 체험한 사람도 드물겁니다.  매일아침 출근하면  측정기 Calibration 을 합니다. 

반도체 특성의 변화 (신뢰도 Test) 를 반도체보다 변동이 더 큰 진공관 측정기로 측정해야하는 모순도 있섰습니다.   

진공관 측정기 못쓰겠다고  반도체로 Curve Tracer  설계도 했습니다.  이 설계는  Fairchild 사로 가서 Fairchild Curve Tracer Model 6200 으로 상품화 됐습니다. Tektronix 사에서 나온 기계에 밀려서 팔리지는 않았지만 Fairchild 사내에서는 사용한걸로 알고 있습니다.

 

지금도 저는 밤낮으로 특성을 재고 그리고 있어서 진공관 특성변동에 남보다 1000 배는 더 예민합니다. 이런 진공관이 40 년간 전자공업을 뒷바침한것이 기적입니다. 새로운 반도체개발이 저의 전문입니다. 오늘의 전자 장비는 모두가  외부의 변동을 최소화한 정전압원을 사용하고 있습니다. 

 

저에게는 재래식 진공관 Amp  전원이 몹시 못 마땅했습니다.  고주파 SMPS 에 고전압을 추가해서 대체했습니다.  고주파 SMPS는 Power management IC 를사용한 고도로 발전한 정전압 전원입니다. 제가쓰고있는 SMPS 이름을 풀어쓰면 High Frequency switching Mode Phase width modulation Voltage controlled Multi Output Power Supply  로 거창한 이름이 됍니다.

 

세월이 많이 흘러서 R-core  라는 것이 얼마전에 나왔습니다. 덕분에  생각이 많이 달라지고 성숙해 졌습니다. R-core 전원이면  구태여 SMPS 를 사용할 필요는없습니다.  즉 진공관  Amp 를 본연의 진공관 Amp 로 보는 겁니다. 물론 성능이나뿐 부품은 더 좋은 부품으로 당연히 교체 해야지요. SMPS는 내부는 매우 복잡한 회로지만 주로 무게나 Noise 때문에 지금도 제가 자작해서 쓰고는 있습니다.

 

진공관 정류기는 성능으로는 반도체를 당할 수가 없습니다. 제가 옛날에 진공관 원로들 교육할때 소형 Silicon rectifier 의 순방향 전류 용량을 Demonstrate 했습니다. 회로 저항이 낮으면 순간전류 50A 도 거뜬이 흘립니다. 모두가 놀랐습니다.  큰용량의  Capacitor 의  Initial Charging  특성은 Impedance 값이  "0" 입니다. 이론적으로 무한대의 전류가 흘를수 있다는 것입니다.

 

저는 반도체 정류기를 쓰고 AC Ripple  제거용 쵸크 Inductor 는 잡음 (Hum) 발생기라서  가급적 피합니다.   쵸크 Inductor 는  Hum 제거에 대해서 Impedance는 높고 직류 저항은 낮아서 매우 효과적입니다. 부작용을 알고 쓴다면 아무 문제 없습니다. 값, 무게. Hum Flux 방출이 단점입니다.

 

정류 회로 방식도 전원 T의 권선하나 하고 전류기 2개로  가장 능률이 좋고 보다 더 안전한 배전압 방식을 선호 합니다. 진공관 정류기쓰던 습관으로 소용량 Capacitor 를 사용하면 기대한 전압은 안 나오고  Ripple 만 커집니다.  Surge current 는  정류기와 직열로 전압 /부하에 따라서 달라지지만  수 ohm 전력 저항을 삽입해서 해결 합니다. (배전압 에대한 글은 여러번 올렸습니다) 배전압은 잘 알려지지 않아서 쓸줄 몰르는 사람들이 대부분입니다.  잘못써서 전압이 안나오면  그런회로 못쓴다고 합니다.

 

저는 B 전원 안정화는 하지 않습니다.  그러나 Ripple 제거는 해야합니다.   B 전원 안정화는 진공관으로는  회로가 복잡하고 효율도 나뿌고 덩치도 커집니다. 진공관 Audio Amp B전원에는 현실성이 없고 Power Tr 를 사용해야 하는데  Tr 안정화 회로는 진공관 시대에는 물론 없던 물건입니다.

 

옛날에는 AC 입력 전압 변동과 더부러 진공관 공급전압이  같이 춤을 추어도 당연한걸로 아무상관 안했습니다.

변동 폭이 대개 +/- 10% 이내 입니다.  (진공관 교환 오차는 +/- 20%)   최신 SMPS의 잣대를 진공관시대 전원에 갖다대는것 자체가 의미가 없다고 봅니다.  원래 진공관 Amp B전원은 안정화 개념 없이 설계했고 또 사용해왔습니다.

 

정전압이 필요 하면 써야지요   쓰지말라는 것은 아닙니다.  하여튼 간단한것이 최고 입니다.

                                이상은  저의 경험담의 일부이기도합니다.                                  

KYJ

진공관 암프 전성시대에 나온 명기 급 암프들 중에 전압 안정 회로를 채용한 사례를 본 적이 없습니다. 그 이유는 정확히 모르겠습니다만 정전압 회로에 들어가는 진공관 값 때문만은 아닌 것 같습니다. 그런데 가끔 회로의 일부분만 전압 안정 회로를 채용한 사례를 봅니다. 특히 5극관 암프에서 스크린 전압 공급에 전압 안정 회로를 채용한 경우를 보는데...

그런데 이렇게 일부 회로에만 안정된 전압을 공급했을 때 라인 전압이 바뀐다면 어떤 현상이 생기겠습니까? 가령 그릿드 바이어스를 정전압으로 했을 때 라인 전압이 상승하면 B전압이 올라갈 것이고 그러면 출력관에 과전류가 흐를 수 있겠습니다. 이렇게 되면 전압 안정 회로를 안 쓰는 것이 더 낳을 수도 있겠습니다. 대부분의 경우, 전압안정 회로는 진공관 암프에서 필요하지 않다는 생각이 듭니다. 전에 이 문제로 한참 논쟁을 하는 것을 본 일이 있는데 전압 안정 회로를 채용하면 음질이 나빠진다는 주장도 본 적이 있습니다.
개인적으로, 저는 진공관 암프에 전압안정 회로를 쓴 적이 없습니다.

다만 전단 직결 암프라면 아마도 전압 안정 회로가 필요하게 될 것 같습니다. 고급 솔리드 스테이트 암프 중에는 전단 직결이 많은 것 같습니다.

conduction angle 은 정류기에 전류가 흘르는 시간입니다.  시간이 길수록 회로에 부담이 줄지만 출력전압도 내려갑니다.