Mitologia high-end a transformatorului de putere toroidal

Dacă vă uitați la transformatoarele de curent alternativ utilizate în majoritatea echipamentelor audio de ultimă generație în aceste zile, veți descoperi că o foarte mare majoritate sunt transformatoare toroide. Aceste transformatoare în formă de gogoașă par să fi luat cu asalt industria de ultimă generație. Avantajul lor major este că nu radiază prea mult dintr-un câmp magnetic - o proprietate foarte utilă. Abordarea câmpurilor magnetice rătăcite de la transformatoarele cu cadru EI (non-toroid) din interiorul unei componente high-end nu este o sarcină banală. În timp ce transformatoarele toroidale au un avantaj semnificativ în ceea ce privește câmpurile magnetice radiate, toroidele au o serie de „probleme” care limitează sever performanțele lor în echipamente audio de înaltă calitate. Vom încerca să vă ajutăm să înțelegeți care sunt aceste probleme și vă vom arăta cum un alt tip de transformator, transformatorul cu cadru EI (care este capitalul I, „ochi”, nu litere mici, „el”) poate fi un performant superior dacă este proiectat, fabricat și instalat corespunzător.

Ce este un transformator de cadru EI?

high-end
Transformatoarele cu cadru EI au o secțiune laminată mare care arată ca un E înainte de a fi asamblat. Sârmă este înfășurată în jurul piciorului central al E-ului prin goluri. Când înfășurarea este completă, o secțiune laminată I este instalată peste capetele E. Cele două bucăți ale miezului sau cadrului acestui tip de transformator îi conferă „goluri de aer” benefice care acționează ca supape de presiune pentru fluxul magnetic excesiv. Înfășurarea pe cadrul E este relativ ușoară. Ilustrația din dreapta este o reprezentare a unui transformator de cadru EI. Miezul laminat EI este în centru. Capătul de culoare alamă este un „clopot” care acoperă înfășurările. În filele metalice gri din partea de jos sunt găuri de montare pentru a ține transformatorul cadrului EI pe șasiul componentei. Șuruburile colorate din alamă trec prin laminări și țin împreună bucățile separate E și I.

Ce este un transformator toroidal?

Un transformator toroidal are un miez rotund. La fel ca toate transformatoarele, miezul este laminat sau este format din mai multe straturi. În cazul unui transformator toroidal, miezul seamănă cu o grămadă de tablă Os stivuite una peste alta formând un cilindru gol. Înfășurarea unui transformator toroidal este mai dificilă, deoarece de fiecare dată când firul este înfășurat în jurul miezului, firul trebuie trecut prin orificiul din centru. Când un transformator toroidal este terminat, acesta are fir înfășurat complet în jurul miezului, lăsând straturile exterioare ale înfășurărilor relativ vulnerabile la deteriorare. Din această cauză, transformatoarele toroidale sunt de obicei montate pe șasiu prin punerea unui covor de cauciuc pe ambele părți ale transformatorului și trecerea unui șurub prin orificiul central cu ceea ce arată ca o șaibă uriașă deasupra transformatorului. Strângeți piulița pe placa superioară și transformatorul este strâns între cele două plăcuțe de cauciuc și ținut în poziție.

Există lucruri care pot fi făcute transformatoarelor de putere toroidale pentru a reduce unele dintre problemele lor inerente, dar încă nu am văzut unul dintre aceste transformatoare de putere toroidale „corecte” utilizate într-o componentă audio de ultimă generație. Fabricarea unui transformator de putere toroidal "corect" nu este o sarcină banală. Toroidele sunt deja mai scumpe de fabricat în comparație cu transformatoarele cu cadru EI, deoarece fiecare toroid trebuie să fie înfășurat o dată la rând, în timp ce transformatoarele cu cadru EI pot fi fabricate în loturi pe mașini de înfășurare foarte automatizate. Cu toate acestea, înfășurarea cu precizie a unui transformator cu cadru EI manual, foarte atent, folosind tehnici de înfășurare bi-filare poate produce rezultate uimitoare ale performanței transformatorului.

Câteva informații despre cum este livrată energia de curent alternativ către reședințe (120v folosiți în această descriere, 208/240 este similar)

Două tipuri de transformatoare versus offset DC

Ce legătură are DC Offset cu transformatorul de curent alternativ? Tot! Vedeți, transformatorul toroid este foarte intolerant la decalajul de curent continuu prezent la intrare (înfășurare primară). De fapt, dacă există vreun curent continuu în puterea de curent alternativ furnizată transformatorului toroid tipic de curent alternativ, miezul metalic laminat al transformatorului „satura” și transformatorul nu mai funcționează așa cum a fost proiectat. Rezultatul este adesea niveluri ridicate de zgomot sonor de la transformator, precum și niveluri foarte ridicate de zgomot care intră în sursa de alimentare a componentei.

Când se folosește un transformator de cadru EI, problema de offset DC dispare. Transformatorul cu cadru EI continuă să furnizeze curent alternativ la tensiunea adecvată, cu toate capacitățile de eliminare a zgomotului proiectate în transformatorul cu cadru EI care funcționează încă perfect. Industria din afara sunetului high-end nu a adoptat pe scară largă transformatorul de curent alternativ toroid din cauza acestor probleme. Majoritatea transformatoarelor utilizate în general în afara echipamentelor audio de ultimă generație sunt de fapt transformatoare cu cadru EI.

Care e siretlicul?

O altă problemă minoră este că transformatoarele cu cadru EI tind să fie cu până la 50% mai grele decât un transformator toroidal cu capacitate de putere similară. Acest lucru este ceva de luat în considerare, dar în componentele audio de ultimă generație, greutatea adăugată nu ar fi atât de importantă în majoritatea cazurilor.

De ce generează atâta atenție asupra transformatorului?

Când priviți realist ce se întâmplă într-o componentă audio. tu sti raspunsul. Semnalul care părăsește componenta a existat doar ca alimentare de curent alternativ de la priza de perete cu doar milisecunde înainte de a fi pe drumul către următoarea componentă sau către difuzoare. Puterea de curent alternativ este materia primă pentru ieșirea componentei. Faceți bere, vin, scotch sau bourbon cu apă proastă și veți obține un produs prost. Realizați o componentă audio cu un transformator toroidal generic și veți obține o componentă sonoră generică. Nu va fi groaznic, dar nu va reuși să mărească înălțimile a ceea ce este posibil.

Deci, un transformator cu cadru EI este întotdeauna mai bun decât un transformator toroidal?

Hmmm. Buna intrebare. Sunt tentat să spun „da”, deoarece transformatoarele toroidale excelente sunt aparent dificile, dacă nu imposibil de achiziționat de pe raft. Cu toate acestea, găsirea unor transformatoare EI grozave nu este nici o plimbare în parc. Dar, în general, posibilitatea de a conecta electric miezul transformatorului cadru EI la șasiul componentei și golurile de aer create de miezul laminat din două piese oferă chiar și transformatoarelor cadru EI de la raft unele capacități de performanță ce puteți obține de la transformatoarele toroidale de la raft. Dacă vă cunoașteți teoria magnetică (sau furnizorul dvs. de transformatoare știe), există trucuri suplimentare de înfășurare care dau transformatoarelor cu cadru EI de 20dB la 30dB mai multă respingere a zgomotului decât transformatoarele toroidale tipice. Acest lucru este foarte semnificativ. Zgomotul cu 20 dB mai mic este 1/100 din zgomotul nivelului de „referință”. Zgomotul cu 30 dB mai mic este 1/1000 din nivelul de zgomot „de referință”. S-ar putea să găsiți un producător de toroizi care să poată realiza înfășurarea personalizată, să adauge un spațiu de aer și să atașeze un fir de masă la miez. Ați plăti de două până la trei ori costul unui toroid disponibil pentru a obține acel nivel de performanță. Dar sigur nu veți găsi un toroid de pe raft care să funcționeze la fel de bine.

Am avut norocul să vorbesc cu o varietate de producători de ultimă generație despre curent alternativ, transformatoare și design de componente. Conversațiile cu Richard Vandersteen, Mike VansEvers și Emil Rotar (Warner Imaging) au fost cele mai iluminante. Cu ani în urmă, nu m-am gândit niciodată la transformatoarele de putere. Presupunerea era că, deoarece atât de mulți producători de ultimă generație foloseau transformatoare de putere toroidale, toroidele trebuie să fie demonstrabil superioare. Imaginați-vă surpriza mea când am început să observ că multe dintre cele mai bune componente sonore pe care le-am experimentat în sistemul meu au toate transformatoare cu cadru EI. Coincidență? Aș fi putut să cred așa înainte de a afla mai multe despre putere și transformatoare. Acum sunt convins că transformatoarele cu cadre EI făcute inteligent ne-ar putea/ar trebui să ne ofere componente audio de înaltă calitate care să sune mai bine.