저도 직접 충분히 알고 이해해서 쓰는 글은 아니고, 전문가의 설명을 인용해서 재구성합니다.
싱글아웃 출력 트랜스의 크기가 큰 이유는, 크게 두 가지면서 실제로는 결국 코어 자속의 문제라고 합니다.
출력트랜스에서 필요한 것은 '인덕턴스'인데, 인덕턴스는 코일의 권선수에 비례해서 형성된 것과 코어의 자속이 형성하는 것의 합으로 생성됩니다.
문제는 PP아웃의 경우에는 코어가 붙어서 자속이 본래 값(보통 실리콘 코어의 자속은 1-1.5T 라고 함)을 유지하는데, 싱글아웃은 포화를 방지하기 위해서 에어갭을 두다 보니, 이로 인해 코어의 자속에 손실이 옵니다. 코어의 재질이나 저역 재생한계 설정, 제작자의 컨셉에 따라 다양한 변수는 있지만, 대체로 같은 재질의 에어갭을 둔 싱글 아웃 트랜스의 자속은 0.5T 정도라고 합니다.
이처럼 생긴 자속의 손실을 보충하기 위해서는 코어도 큰걸 써야 하고 코일의 권선수를 늘려야 하다 보니 트랜스가 커집니다.
또한 전류량과의 함수관계도 작용합니다.
또 에어갭이 문제인데, 싱글 트랜스에서 에어갭의 간격은 전류량에 비례해서 잡게 됩니다.
에어갭을 좁게 하면 포화에 도달하는 전류량이 낮아지고, 에어갭을 넓히면 전류량을 늘려 잡을 수 있습니다. 그러나 앞서 말했듯이 전류량을 늘리기 위해서 에어갭을 넓히면 이에 따라 자속은 비례해서 줍니다. 그러면 또 권선수를 늘려야 하지요.
결국 전류량을 늘인다는 의미는 '자기포화에 의한 저역 대역의 감쇄'를 방지하기 위한 목적입니다.
저역의 대역을 어느 선에서 포기하고, 에어갭을 줄이면 자속도 늘고 코어 크기도 줄이고 권선수도 줄일 수 있어서 트랜스 크기를 줄일 수 있습니다. 과거 빈티지 싱글아웃 트랜스들은 대체로 이렇게 저역을 희생하는 방향이 많았습니다.
그러나 현대에 접어들면서 싱글아웃 앰프로도 20Hz 까지 -2db 내에 드는 정도의 싱글아웃 트랜스를 원하는 애호가들이 늘게 되고, 트랜스 제작자들은 이런 이용자 기호에 맞게 트랜스를 제작하다 보니, 보다 큰 코어를 사용해서 자속을 늘리고, 보다 많은 권선을 감고, 보다 많은 전류량을 위해서 에어갭을 늘이고, 늘어난 권선수에 늘어난 전류량을 커버하기 위해서 코일의 굵기도 어느 전도 굵은 것을 써야 하는 악순환 속에서 트랜스는 점점 비대해져만 갑니다.
이 모든 결과의 배경에는 "싱글아웃에서의 충분한 저역 확보"라는 목적이 작용합니다.
물론 이런 악조건 속에서 충분한 저역을 확보하고, 이에 반비례해서 점점 주파수 특성이 열화하는 고역까지 보호하면서 트랜스를 제작하다 보니, 제작자들의 고충이 말이 아닐 것이란 생각이 듭니다.
결론은 "저역 확보" 때문에!
싱글아웃 출력 트랜스의 크기가 큰 이유는, 크게 두 가지면서 실제로는 결국 코어 자속의 문제라고 합니다.
출력트랜스에서 필요한 것은 '인덕턴스'인데, 인덕턴스는 코일의 권선수에 비례해서 형성된 것과 코어의 자속이 형성하는 것의 합으로 생성됩니다.
문제는 PP아웃의 경우에는 코어가 붙어서 자속이 본래 값(보통 실리콘 코어의 자속은 1-1.5T 라고 함)을 유지하는데, 싱글아웃은 포화를 방지하기 위해서 에어갭을 두다 보니, 이로 인해 코어의 자속에 손실이 옵니다. 코어의 재질이나 저역 재생한계 설정, 제작자의 컨셉에 따라 다양한 변수는 있지만, 대체로 같은 재질의 에어갭을 둔 싱글 아웃 트랜스의 자속은 0.5T 정도라고 합니다.
이처럼 생긴 자속의 손실을 보충하기 위해서는 코어도 큰걸 써야 하고 코일의 권선수를 늘려야 하다 보니 트랜스가 커집니다.
또한 전류량과의 함수관계도 작용합니다.
또 에어갭이 문제인데, 싱글 트랜스에서 에어갭의 간격은 전류량에 비례해서 잡게 됩니다.
에어갭을 좁게 하면 포화에 도달하는 전류량이 낮아지고, 에어갭을 넓히면 전류량을 늘려 잡을 수 있습니다. 그러나 앞서 말했듯이 전류량을 늘리기 위해서 에어갭을 넓히면 이에 따라 자속은 비례해서 줍니다. 그러면 또 권선수를 늘려야 하지요.
결국 전류량을 늘인다는 의미는 '자기포화에 의한 저역 대역의 감쇄'를 방지하기 위한 목적입니다.
저역의 대역을 어느 선에서 포기하고, 에어갭을 줄이면 자속도 늘고 코어 크기도 줄이고 권선수도 줄일 수 있어서 트랜스 크기를 줄일 수 있습니다. 과거 빈티지 싱글아웃 트랜스들은 대체로 이렇게 저역을 희생하는 방향이 많았습니다.
그러나 현대에 접어들면서 싱글아웃 앰프로도 20Hz 까지 -2db 내에 드는 정도의 싱글아웃 트랜스를 원하는 애호가들이 늘게 되고, 트랜스 제작자들은 이런 이용자 기호에 맞게 트랜스를 제작하다 보니, 보다 큰 코어를 사용해서 자속을 늘리고, 보다 많은 권선을 감고, 보다 많은 전류량을 위해서 에어갭을 늘이고, 늘어난 권선수에 늘어난 전류량을 커버하기 위해서 코일의 굵기도 어느 전도 굵은 것을 써야 하는 악순환 속에서 트랜스는 점점 비대해져만 갑니다.
이 모든 결과의 배경에는 "싱글아웃에서의 충분한 저역 확보"라는 목적이 작용합니다.
물론 이런 악조건 속에서 충분한 저역을 확보하고, 이에 반비례해서 점점 주파수 특성이 열화하는 고역까지 보호하면서 트랜스를 제작하다 보니, 제작자들의 고충이 말이 아닐 것이란 생각이 듭니다.
결론은 "저역 확보" 때문에!
