zep社 A級無帰還ディスクリートヘッドホンアンプ HPA-1000の放熱性と class A

「技術的な定義の矛盾を整理し、電子工作ファンや消費者が誤った認識で商品を選ばないための注意喚起を目的としています」

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Hpa100001

大学で熱力学を学んでれば、 加熱相乗効果がおきるレイアウトにはしない。

【実物資産】実機基板パターンが証明する、隙間2.5mmの熱破綻と「B級動作縛り」の物理証拠

メーカーが販売している実機基板のパターン・レイアウトを確認すると、「純A級アンプ」という大看板が、ハードウェアの物理構造レベルで完全に拒絶され、自己破綻している写真が白日の下に晒されます。

■ 実機基板レイアウトから一発で分かる3つの自爆ポイント

① 隙間わずか2.5mm!狂気のトランジスタ高密度密集(Q16〜Q19、Q20〜Q23)
採用されている東芝製トランジスタ(TO-126パッケージ)の横幅はデータシート上で正確に 10.0 mm です。これを隣同士のセンター間隔わずか 12.5 mm で配置しているため、トランジスタとトランジスタの「実際の隙間」はたったの 2.25 mm(2.25ミリ) しかありません。
これほど密着させると周囲の空気による自然対流(冷却)は完全にストップし、4個の素子がお互いをダイレクトに加熱し合うため、局所的な熱飽和(オーバーヒート)を引き起こして一瞬で150℃の限界を突破。ハンダを溶かしながら一斉に熱暴走・即時発煙する可能性を内包した構造です。

② 設置された「Bias Adj. (VR1)」と「テストピンA・B」
写真中央の青い半固定抵抗(VR1)と、その横のテストピン(A、B)。隙間2mmという致命的な熱密集構造にしてしまったからこそ、製作マニュアルの指定通り、ここでエミッタ抵抗(白いセメント抵抗)の両端電圧を 5mV〜10mV(22mA〜45mA)の極小電流に絞り込んで調整させる以外にアンプを生き残らせる道がありません。 熱でアンプが燃えないように電流を極限まで絞らざるを得ず、その結果、22mAでは同時導通角がほぼ0度(クロスオーバー歪みが発生する純B級動作)へとハードウェア的に強制ロックされます。45mA流すと熱暴走モードにはいる可能性大(45mA連続通電200時間試してください)。

MAX1.2W出力時には1 TR  75mA  x 20v=1.5W (採用TRの許容値超え)がデバイスに掛るので、1.2W出力が物理的に成立しません。

③ 基板中央に刻まれた「no-NFB output stage」の虚偽シルク
基板上に堂々と印刷された「無帰還出力段」の文字。回路のトポロジーはLM386と同じ負帰還アンプ(帰還量計算式が公式公開中)であるにもかかわらず、基板の見た目まで使って「無帰還」を偽装しているこのシルク印刷こそが、景品表示法上の優良誤認(誇大広告)を示しています。

【総括:熱力学にA級アンプ広告は身を潜めます】

「幅10mmのパワー素子を、隙間2.5mmで4つ密集させて並べる」という基板設計は、放熱知識のない文系の配置です。アンプにA級のアイドリング電流を流せば自ら熱でメルトダウンする構造であるからこそ、無信号時電流を20mA〜45mAに絞って同時導通角がほぼ0度の純B級アンプとして動かすしかないのです。この現実を無視した「全域で純A級」という表現は、電子工学の数理からも熱力学の現実からも、完全に一線を越えた表示です。

終段のエネルギー変換効率は ぺるけ氏でも0.10から0.15。1200mW出す机上電流は総電流280mA rms 40V (10W超え)でも、現実には変換効率の逆数が掛る上にショックレーの方程式が載るので余計に流すことになる。 充分に熱暴走できるエネルギー供給量になる。

※景品表示法(不当景品類及び不当表示防止法)の第7条第2項に定められている「不実証広告規制」に基づき、本製品における「純A級動作」をはじめとする電気工学上の公開数値の真値、およびその数理的な論理的整合性に対する客観的エビデンス(裏付け)の提示および説明責任は、すべてメーカーおよび販売商社側にあります。

メーカーの公称表示 数理検証が突きつける冷徹な現実
「全域で純A級動作」 熱設計の欠陥(隙間2.5mm)により、電流を20mA〜45mAに絞るしかないため、信号入力時に即座に片側がカットオフする「純B級〜浅いAB級動作」に強制ロックされている。
「バイアス電圧一定」 東芝の公式データシート(TTC004B)が証明している通り、電流増大に伴いVBEは動的に上昇(0.65V→0.80V近辺)するため、固定されたバイアス電位(最大2.74Vの天井)では動的な電位の壁に阻まれて即カットオフする。
「無帰還(no-NFB)」 基板シルクに「no-NFB」と誇大に印刷されているが、トポロジーの本質はLM386などと同じ「負帰還アンプ」の構造を内包している。
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