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HPS-1 真‧DC電供專題報導

CatKing (貓貓站長)
2024/02/22 11:14  #1

大家新年快樂！！！
剛過完春假，大家的心都收回來了嗎? 站長給大家帶來好文章提提神！^^ 

期待已久的 HPX-1 真空管唱放專用的電池電供：HPS-1 終於問世了~
作者也沒有讓大家失望，HPS-1 接上之後立馬有感！再木耳的人都聽得出聲音明顯的提升~
上次1/27的蒲總編講座現場 AB TEST 之後還有人馬上衝過來問貓貓怎麼訂呢! >v<
貓貓剛剛拿到了熱呼呼的作者原文，HPS-1 果然不是蓋的，看了文章貓貓才知道為什麼接上HPS-1會這麼好聽，乾淨的電源真的非常非常非常重要喔！
我們趕快來看看作者原文第一集吧~^^

作者：風清揚
HPS-1誕生：

電源不只是電源：
電源的品質對聲音的影響是無庸置疑的，同樣的放大器，用了不同的電源，聲音的表現就會不一樣，這不論是從理論面或是實際測量，甚至是試聽都是可以明顯的分辨，因此在很多時候，電源設計的難度及重要的程度往往不亞於放大器本身！
HPX-1的設計，在電源的處理上下了很大的功夫，因為基本型是以DC adaptor 來供電，但是現在的adaptor 內部通常是以switching 方式來將AC 110V降到DC 16.8V給HPX-1使用，估且不論switching 的方式聲音好壞，其產生的高頻雜訊就是相當頭痛的問題！
坦白說，如果放大器本身是採用PSRR(Power Supply Rejection Ratio )高的結構，如運算放大器（OP）或是恆流源的差動放大器，則電源的影響可以被相當程度的抑制下來，通常可以相差40dB以上，因此電源的要求相對上比較不嚴格！但是HPX-1的第一級MC放大器是FET單端的設計，第二級是差動放大器還好，但是第三級則是真空管單端的放大器，這第一，三級都是無回授的設計！因此對於電源品質的要求就變得非常嚴格！
在學理上，單端放大器的本體增益，取決於負載阻抗的大小，而電源必須被視為整個負載的一部分，所以電源的整體阻抗品質就直接影響了單端放大器的品質！
因此，整大把的昂貴的薄膜電容及低內阻的鋁聚合物電容加上串聯的電感被用在HPX-1的電源端就是為了這個目的．因為我企圖把那switching adaptor 的雜訊壓至非常的低！
 
理想的電源：
如果不談一些音響神話，理想電源應該是零雜訊零阻抗的，至少從科學角度來看：一個＂乾淨無音染＂的電源是努力的目標！
那麼怎麼做到接近零的雜訊？
如果比較＂傳統的AC整流＂和＂交換式電源＂，則傳統方式的高頻雜訊要低很多，但是60Hz/120Hz的漣波雜訊卻是難以去除，理論上要有＂無限大＂的濾波電容才能得到真正的DC純直流電壓！
按全波整流的漣波電壓 Vpp公式：
Vpp=i/2fC
如果Vpp要等於零，那麼電容器C就要趨近無限大！
而交換式的電源把雜訊移到了數kHz~數十kHz，以此來降低濾波電容器的容量為百今之一左右，然而只是解決了成本的問題並沒有解決雜訊的問題，相反地，反而製造出更多的雜訊而不利於音質！
我認為從雜訊的角度來看，最好的電源就是電池！這是為什麼一些頂級的音響會以電池來供電，如超級擴大機arbiter或是Nagra的一些錄音設備或是放大器！
 
電池供電和線性電供（Linear Power Supply)是不同等級的：
線性電供是從AC整流而來，但是就算濾波電容器加得再大，都沒辦法得到完全無漣波的DC，更何況整流二極體有所謂的cut in voltage 在整流時產生類似崩潰的雜訊，採用真空管整流比較沒有這種雜訊，但是真空管又有損耗太大，電流太小等問題．．
不過，電池也並非沒有其他的問題：
1，阻抗，很多電池尤其是鋰離子充電池，都是所謂的動力電池, 在DC時的阻抗非常低，往往只有十幾毫歐姆（1歐姆的千分之一），但是隨著頻率上升＇阻抗會愈來愈高⋯⋯這個問題其實不難解決，並聯＂質優＂的電容就可以壓下來了！
2，壽命，鋰離子電池有一定的循環壽命＇通常是500次的完整充放電後，電量會下降到原來的70%左右，您必須了解到什麼是＂完整充放電＂，這個部分是可以透過一些方式來解決的．．後面會提到！
3，保護：
過度充電，過度放電，過溫度等保護及平衡充電線路，這些都是電池保護板必須要提供的功能，缺一不可！尤其是常被大家勿忽略的平衡充電線路，更是維持電池組壽命的重要線路
4，穩壓：電池在放電的過程中，電壓是逐漸下降的，從滿電的4.2V一直降至沒電時接近2.6V左右，因此，為了維持恆定的輸出電壓，好的穩壓線路是必須的。
5，成本：採用電池供電，成本一定比較高，除了好電池本身很貴，週邊的保護線路，電量偵測及顯示線路，穩壓線路，專用的充電器等等．．沒辦法！好聲音就是要付出代價的！
 
HPS-1的設計：


如上圖。是HPX-1的專用電源，由於HPX-1內部元件的限制，供電不可以超過17V，因此HPS-1的輸出就設定在17V，用以提供唱放最好的電源品質及最大的動態為設計目標！
為什麼沒有做成可切換多段電壓的方式？因為．．．原則上不鼓勵HPS-1用在別的地方，畢竟設計的目標是以HPX-1來做最佳化的處理！
 
以一個鋰電池正常的供電電壓為3V～4V來計算，則至少要6個電池串聯才能得到我們需要的電壓！輸出則採用了一顆高達5A的穩壓元件來將電壓穩定在17V，以HPX-1而言，剛開機時由於真空管燈絲的阻抗很低，因此會需要1.6A左右的電流，很快的，等燈絲溫度上升，整體的電流就會降至0.6A左右，照道理說應該採用2A的穩壓元件即可，採用大電流的穩壓元件除了能降低電源的阻抗之外，更能提供足夠動態所需的極端電流！這是有點類似大水塘的概念！和擴大機的設計原理類似。
 
電池的選擇：
充電電池其實有很多選擇，便宜的鎳氫電池或是比較貴的鋰離子電池，就算是鋰離子電池，也有便宜的18500，18650⋯⋯到目前最成熟的21700電池！
HPS-1採用的鋰電池是品質非常好的21700鋰離子動力電池，技術成熟，製程穩定，根據原廠資料：除了放電電流可以高達15A，更可以承受高達1000次的完整充放電循環後還能擁有80%以上的電力！非常驚人！
原廠資料如圖：


而整個HPS-1的設計是並不會把電池充電至100%，放電也不會放至0，大約放至30%左右就會切斷整個供電，因此：如果您用純電池的方式來供電（每次大約可以聽5個小時左右），您每個星期一次用這種純電的方式來聽黑膠，至少可以用20年而沒有問題！
而我相信20年內，電池的技術絕對不可同日而語！到時候再換更新科技的電池即可！
當然，另外一個值得探討的問題是：有需要這樣純電來聽嗎？
和一邊充電邊聽有何差別呢？

接作者原文第二集
http://www.hitonaudio.com/forum_oneissue.php?category=diy&mi=3937
 

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Jerry (逆襲的土砲)
2024/02/19 21:02  #2

貓大新年快樂!
按更新跑出這篇，貓大怎麼沒有貼在fb和line啊?
好險有搶到頭香!

UFO (想不到暱稱)
2024/02/19 22:03  #3

Jerry :
貓大新年快樂!
按更新跑出這篇，貓大怎麼沒有貼在fb和line啊?
好險有搶到頭香!

對耶，站長忘了PO嗎?
這篇文章超讚，好在我有每天上來幾次的習慣!

CatKing (貓貓站長)
2024/02/19 22:11  #4

UFO :
對耶，站長忘了PO嗎?
這篇文章超讚，好在我有每天上來幾次的習慣!

沒有忘啦~因為貼上來的時間比較晚，怕打擾到大家，所以決定先在這裡打好整理好，明天早上再正式發布到FB和LINE群~^^
大家新年快樂喔~

TOM1970 (TOM1970)
2024/02/19 22:34  #5

好文!作者非常專業也非常用心，做出來的東西會好聽不是沒原因的!heart

LANCEREVO (兩百過彎)
2024/02/20 10:36  #6

第二批快做好了嗎?朋友想玩黑膠我叫他買一套好啦

CatKing (貓貓站長)
2024/02/20 13:18  #7

LANCEREVO :
第二批快做好了嗎?朋友想玩黑膠我叫他買一套好啦

對呀~第二批快要生產完畢了，這次貓貓有用力要求負責生產的廠商幫忙，第一批在農曆年前都順利寄出了，第一波預購的網友大幾乎都收到了，除了幾位趕不上末班車的人要搭第二批，但也不會等太久，貓貓不會讓HPX-1等好久的事再發生再HPS-1身上~^^

powerchen (肇雄)
2024/02/20 18:12  #8

CatKing :
對呀~第二批快要生產完畢了，這次貓貓有用力要求負責生產的廠商幫忙，第一批在農曆年前都順利寄出了，第一波預購的網友大幾乎都收到了，除了幾位趕不上末班車的人要搭第二批，但也不會等太久，貓貓不會讓HPX-1等好久的事再發生再HPS-1身上~^^

什麼時候出了這兩個好東西?現在HPX1跟HPS1都是各15000嗎?
 

CatKing (貓貓站長)
2024/02/20 18:33  #9

powerchen :
什麼時候出了這兩個好東西?現在HPX1跟HPS1都是各15000嗎?
 

陳大哥新年快樂~
哇~~~陳大哥你真的太久沒上來逛了！HPX-1是去年TAA原型機亮相，HPS-1是去年台北展亮相~^^
這兩台現在都是15000，HPS-1雖然比較晚出，但是價格我真的壓不住，成本實在太高了~別再往上漲就阿彌陀佛了~>_<
228假期快到了，我可以試著跟廠商爭取看看兩台一起買的話能不能來個套餐優惠~

powerchen (肇雄)
2024/02/20 19:58  #10

CatKing :
陳大哥新年快樂~
哇~~~陳大哥你真的太久沒上來逛了！HPX-1是去年TAA原型機亮相，HPS-1是去年台北展亮相~^^
這兩台現在都是15000，HPS-1雖然比較晚出，但是價格我真的壓不住，成本實在太高了~別再往上漲就阿彌陀佛了~>_<
228假期快到了，我可以試著跟廠商爭取看看兩台一起買的話能不能來個套餐優惠~

站長新年快樂!確實很久沒空關注，前陣子都在澳洲處理事情，過年前才剛回來，沒關係我直接訂，這價格已經夠漂亮!

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