延長(zhǎng)電子管壽命三大方法,Method of extending tube lifetime

關(guān)鍵字：電子管壽命

一般名廠的功率管如WE 300B、GEC KT88、RCA 2A3及TungSol 6550等價(jià)錢都十分昂貴，而且除了WE 300B外，其他的都已停產(chǎn)達(dá)20年以上，日趨罕有，正確使用這些管子以延長(zhǎng)其壽命實(shí)在甚為必要。一只管子的工作期限與其工作環(huán)境如電路設(shè)計(jì)、電壓供應(yīng)及通風(fēng)散熱等有直接關(guān)系，廠方提出的10萬(wàn)工作小時(shí)壽命是指在正常且良好的情況下使用而言，同一只管子工作于設(shè)計(jì)不良的電路上，可以很快老化。單端機(jī)所使用的功率管耐用程度比甲乙類推挽機(jī)的功率管亦差一大截了。以下是筆者收集到的一些有關(guān)延長(zhǎng)電子管壽命的方法，多是廠家提供的資料，供電子管機(jī)同好參考。

分段燈絲供電處理法功率管的老化是指其電子發(fā)射力減少到不能達(dá)到設(shè)計(jì)上的最低要求，此時(shí)無(wú)論如何調(diào)校偏壓也不能得到所需的屏流，基本上該管已難以在原來(lái)的擴(kuò)音機(jī)上工作，勉強(qiáng)使用也只落得個(gè)衰聲的效果。如果所用的管子是十分稀有，并且價(jià)值不菲的話，則一套略為麻煩但可以大大延長(zhǎng)管子工作期限的方法是值得考慮采用的，這套方法稱為分段燈絲供電處理法。

分段燈絲供電處理法其實(shí)是控制燈絲(陰極)的溫度，使之能夠長(zhǎng)時(shí)期保持一定的發(fā)射力。如圖1所示，一套新管子裝上擴(kuò)音機(jī)時(shí)，最初的200工作小時(shí)是將燈絲電壓調(diào)到管子的特定燈絲電壓(100％)，例如KT88為6.3V或300B為5V。作用是令管子有足夠的溫度，使其集氣環(huán)Getter收集管子在制造過(guò)程中留在各材料內(nèi)的殘余氣體。過(guò)了200工作小時(shí)后，管子基本上已經(jīng)穩(wěn)定了，將燈絲供電調(diào)低到95％的值，即由6.3V調(diào)到5.9V或5V者則調(diào)到4.75V。大量的實(shí)際數(shù)據(jù)證明此時(shí)管子的工作期限會(huì)提高為其在100％燈絲電壓時(shí)的2.2倍，即原本10萬(wàn)小時(shí)壽命的管子會(huì)變?yōu)?2萬(wàn)小時(shí)。直至使用到管子不能提供最低要求的屏流時(shí)，將燈絲供電調(diào)回100％即6.3V或5V，燈絲電壓高了，屏流會(huì)因發(fā)射力轉(zhuǎn)強(qiáng)而上升，管子又可以再工作一段時(shí)期，然后屏流才再回落。此時(shí)再將燈絲電壓調(diào)高0.5％，即調(diào)到6.7V或5.25V以增加燈絲溫度，管子的發(fā)射力便會(huì)再度增強(qiáng)一段短時(shí)間才回落，至此管子才告功成身退?；旧弦恢徊捎么朔N分段調(diào)整燈絲電壓法的管子，其工作壽命是會(huì)比一只采用正確燈絲電壓(6.3V)的管子增加達(dá)3倍之多，即由10萬(wàn)小時(shí)變成30萬(wàn)小時(shí)， 這是經(jīng)過(guò)大量實(shí)際運(yùn)作經(jīng)驗(yàn)而得出的結(jié)論，很多電臺(tái)的發(fā)射管是以這種方法使用的。

燈絲電壓對(duì)直熱式管子的發(fā)射能力影響甚大，一只6.3V的管子可容許的電壓范圍只是5.8V至6.7V之間，當(dāng)其長(zhǎng)期工作在6.7V的燈絲供電時(shí)，10萬(wàn)小時(shí)的壽命會(huì)減為6萬(wàn)小時(shí)左右，這是由于發(fā)射力太活躍而加速了陰極的老化所致。有人會(huì)認(rèn)為管子此時(shí)發(fā)聲勁力十足，雖然是以短命為代價(jià)，也是值得的，此乃見(jiàn)仁見(jiàn)智了。相反地如燈絲供電電壓太低時(shí)，同樣會(huì)引起大問(wèn)題，例如燈絲電壓降到5.35V時(shí)，則一只原本能正常工作10萬(wàn)小時(shí)的新管便會(huì)縮短到只得2萬(wàn)小時(shí)左右，原因是管內(nèi)的溫度不足，反會(huì)使管中各結(jié)構(gòu)材料內(nèi)的殘余氣體大量釋出，其中部分會(huì)依附到陰極表面，而陰極表面有殘余氣體依附的地方會(huì)引起物理變化，便永不再發(fā)射電子，這樣陰極的發(fā)射面積便越來(lái)越小了，此乃著名的陰極中毒現(xiàn)象。久而久之，管子的發(fā)射力便告大降，換句話說(shuō)，即是衰老了。

燈絲的溫度既然影響管子的性能是如此之大，準(zhǔn)確的燈絲電壓供應(yīng)便十分重要的了。由于電源電壓各地不同，以220V地區(qū)而言，就有香港的200V和U.K.的230V的分別，一般相差達(dá)10％是很平常的。廠機(jī)大部分都是設(shè)計(jì)以220V使用者，如此看來(lái)機(jī)內(nèi)燈絲供電在不同地區(qū)的改變幅度會(huì)達(dá)±10％之多，這種情況對(duì)管子的耐用顯然沒(méi)有好處。燈絲電壓的高低是機(jī)主自己的事，廠方是不理會(huì)的，擴(kuò)音機(jī)廠只對(duì)聲音質(zhì)量有興趣，筆者見(jiàn)過(guò)一臺(tái)名廠擴(kuò)音機(jī)的燈絲電壓竟然高達(dá)7V，面對(duì)這種情形，機(jī)主如果不想年年換電子管，又怎么辦呢?看來(lái)只有自行調(diào)節(jié)電壓作為補(bǔ)救了。

筆者建議給擴(kuò)音機(jī)接駁一只500W的調(diào)壓器用以調(diào)整輸入電壓，以便得到所需的燈絲電壓，調(diào)校時(shí)應(yīng)在管座上測(cè)量燈絲電壓才能得出真正的數(shù)值，另外還要加裝一個(gè)計(jì)時(shí)器(Hour Meter)以記錄擴(kuò)音機(jī)的工作時(shí)間(圖2)。這種計(jì)時(shí)器在每次接通電源就開(kāi)始計(jì)時(shí)，關(guān)上電源時(shí)讀數(shù)保留著，直至再次加電時(shí)又再計(jì)時(shí)加在原來(lái)的讀數(shù)上，如此就可以知道擴(kuò)音機(jī)工作的總時(shí)間了。一套新管子上機(jī)時(shí)要記下其工作時(shí)間，再照上文的提示調(diào)校各段時(shí)期的燈絲電壓，擴(kuò)音機(jī)則要帶著此調(diào)壓器使用。

這方法雖然有些不便，但一個(gè)500W的調(diào)壓器及計(jì)時(shí)器十分便宜，比起一些將來(lái)有錢或許也買不到的經(jīng)典功率管來(lái)說(shuō)，這些不便的支出就微不足道了。

擴(kuò)音機(jī)的軟起動(dòng)法電子管的燈絲在冷卻(室溫)狀態(tài)時(shí)的阻抗很低，紅熱時(shí)則呈較高阻抗，這種特性令在燈絲電源接通的瞬間流過(guò)燈絲的電流十分大，數(shù)秒鐘后才回復(fù)正常，所以常見(jiàn)一些管子在開(kāi)機(jī)的剎那間燈絲突然大亮，然后才慢慢轉(zhuǎn)暗。日子一長(zhǎng)，當(dāng)然對(duì)燈絲的耐用沒(méi)有好處，一般燈絲燒斷多與此情形有關(guān)，猶幸并不常見(jiàn)。

針對(duì)這一問(wèn)題，有人提出一種擴(kuò)音機(jī)的軟起動(dòng)法，原理是開(kāi)機(jī)時(shí)減低燈絲電壓20％到25％，數(shù)秒鐘后才恢復(fù)正常，這樣便可以避開(kāi)開(kāi)機(jī)時(shí)的大電流脈沖，保護(hù)了電子管。

最簡(jiǎn)單的軟起動(dòng)法是用一個(gè)延時(shí)繼電器(Delay On Timer)或電路，配以一只大瓦數(shù)電阻，如圖3所示連接。延時(shí)只需3至5秒，絕對(duì)不宜太久，電阻則以能將220V降到175V左右為合適。一般80W的擴(kuò)音機(jī)耗電流約1.5A，則電阻的功率要有80W才能完全使用。阻值約為30Ω。有種電阻有鋁質(zhì)散熱殼，體積只有2英寸長(zhǎng)及半英寸直徑，十分細(xì)小，可是要裝在散熱器上工作，正適合這種用途，軟起動(dòng)法與上文的分段燈絲供電法沒(méi)有沖突，兩者可以一起使用。

改善功率管的通風(fēng)功率管所產(chǎn)生的熱量大，工作時(shí)的溫度很高，如想管子提供長(zhǎng)期而可靠的服務(wù)，則管身的溫度不能超過(guò)200℃。否則管子的結(jié)構(gòu)將會(huì)受損。一般擴(kuò)音機(jī)都是采用自然降溫的，此時(shí)2只功率管的距離便不能太靠近，例如KT88等較大型的功率管，2管一起工作時(shí)，管座二個(gè)中心點(diǎn)的距離最少要有4英寸相隔，這是GEC電子管手冊(cè)上列明的，可是很多采用KT88或是6550A作輸出的名廠機(jī)，其管座間的距離竟有少過(guò)3英寸者，機(jī)內(nèi)亦沒(méi)有裝置散熱風(fēng)扇，顯然是于法不合的，有人會(huì)認(rèn)為沒(méi)有問(wèn)題，因?yàn)檫@是設(shè)計(jì)大師的作品，閣下不相信嗎?廠機(jī)有這種情形相信是基于幾個(gè)原因：一、管子溫度高使發(fā)射力強(qiáng)，聲音較勁。二、擴(kuò)音機(jī)的外觀及體積所限，不能照足電子管廠的間隔距離要求辦事。三、管子耐用與否并非擴(kuò)音機(jī)廠家所關(guān)注的要點(diǎn)，最重要是聲音質(zhì)素。

在以前各電子管廠仍在大量生產(chǎn)的時(shí)候，功率管的價(jià)錢都很便宜，而且不愁缺貨，電子管的壽命長(zhǎng)些短些不是大問(wèn)題?，F(xiàn)在靚電子管漸漸有錢也買不到，作為用家是有必要做些工夫以求管子耐用的，對(duì)功率管散熱不足的擴(kuò)音機(jī)，似乎只有自行在其旁邊加裝一個(gè)儀器用的超靜小風(fēng)扇。當(dāng)然不能鉆孔裝在機(jī)殼上，以免破壞全機(jī)的價(jià)值，最好是可以移動(dòng)而放在一旁的裝置，使名貴的管子能在其可接受的溫度下工作。

結(jié)語(yǔ)上述三招都是切實(shí)可行的延長(zhǎng)管子壽命的方法，對(duì)擴(kuò)音機(jī)的聲音不會(huì)有絲毫的影響，即使只使出任何一招。其好處也是立竿見(jiàn)影的，正所謂投資小而收效大也。其中的分段燈絲供電處理法特別適合使用在300B及2A3等30年代設(shè)計(jì)的直熱式功率管上，效果十分顯著。對(duì)旁熱式的管子如KT88等則只有益處而非可以延長(zhǎng)三倍的工作壽命。

所有三種方法都是使用外部獨(dú)立裝置，不用改機(jī)，即使換機(jī)時(shí)也可以繼續(xù)在新機(jī)上使用。上述幾種改善原理都是從EIMAC、GEC等電子管廠的技術(shù)資料中得來(lái)，雖然實(shí)行方式是筆者自己的設(shè)想，或許失之于粗糙簡(jiǎn)陋，但大方向是不會(huì)錯(cuò)的，值得向廣大發(fā)燒友推介