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アリスの定電流回路活用コーナー (真空管ヒーター電源のための…)定電流電源用基板(C3B)キットの説明※定電圧電源(正電源)としても使用できます。【キットの概要】 アリス 「定電流/定電圧電源用の基板になります。名前はC3Bです。 みみずく 「プリアンプに良く使われる6DJ8、ECC88、6922、E88CC、7DJ8、PCC88、12AX7についての具体的なセッティング例については アリス 「はい。まず、みみずく先生に教えてもらったとおりに入力にCRフィルターを搭載しました。 ・放熱フィンを取り付けられるようにしました。空冷効率向上のための空気孔も設けました。 ・2ケ所ある電源の接続箇所の一方をスルーアウトとして利用することでC3Bをスタックして簡単に複数の並列使用をすることができます。 ・部品の取り付け方を変更することで、入力にCR/LCノイズフィルターを、出力にデカップリングコンデンサーを装備した アリス 「レギュレーターの安全を確保をしながら性能を引き出すには突入電流についての基本的知識が必要です。 アリス 「専用の放熱器を使用して、最大発熱量3W(最大出力ではない)くらいまでが良いと思います。」 【頒布について】 ・アリスの可変定電流/定電圧基板 C3B
※miniReg2(+)、opeReg(+)#S、放熱フィン、ターミナルブロックは別売りです。 ご注文についてはオーダーについてをご参照下さい。 【キットの使い方】 ※こちらでは定電流出力の説明を行ないます。定電圧出力の使い方のみを知りたい方はこちらへどうぞ。 アリス 「まずは本基板の写真と回路図です。写真はクリックすると拡大します。」
C3Bの出力電流(A)= R1の両端電圧(V) ÷ R1の抵抗値(Ω)
みみずく 「比較的シンプルな構成の基板だね。入力のCRフィルターでノイズやリプルを低減させた後に、 アリス 「そうです。本基板は片面基板なのでCK1、CK2、CK3のそれぞれに みみずく 「セッティングを行なう際には、基本的に出力電流と電源からの入力電圧、あとはminiReg2(+)とR1、R2の発熱量を考慮すればよい。 ・R1にかかる電圧(miniReg2(+)にとっての出力電圧)は1.5V以上が望ましい。 ・小型放熱フィンの装備を考慮してminiReg2(+)の発熱量は3W以下が望ましい。 ・miniReg2(+)のIN/OUT間の電圧降下は2.5V以上が望ましい。 ・R1,R2ともに発熱量は定格の半分以下が望ましい。 アリス 「C3Bには酸化金属被膜抵抗器の2W小型品の使用を想定しています。3W品もちょっとリード線を曲げれば実装できるはずです。 みみずく 「最大定格はminiReg2(+)のパワートランジスターで決まる。2sc3422の場合だと最大で3Aまで、 ・miniReg2(+)の発熱量(W)=出力電流(A)×{Vin−Vout}(V) ・R1の発熱量(W)={出力電流(A)}^2×R1(Ω) ・R2の発熱量(W)={出力電流(A)}^2×R2(Ω) ※「^2」は2乗という意味。この場合は(出力電流)×(出力電流)。 アリス 「それでは具体的な使い方の目安について見ていきましょう。」
【定電流電源】 アリス 「この基板は主に真空管のヒーター電源に使用する目的で作ったんですけど、もちろん一般の定電流回路としても使えます。 みみずく 「そうだね、じゃあ具体的に6922を例にとって計算してみようか。」 アリス 「6922のヒーター電圧は6.3V、ヒーター電流は300mAです。」 みみずく 「R1での発熱を1Wまでとすると、300mA流す場合には 1(W)÷0.3(A)^2=11.1111…(Ω) でR1は11.11Ω以下でなければならない。 アリス 「そしたらR1での電圧降下量は 0.3(A)×7.5(Ω)=2.25(V) となりますね。」 みみずく 「6922のヒーター定格は6.3Vだから、この場合はminiReg2(+)の出力電圧は6.3V+2.25V=8.55Vとしなければならない。 3(W)÷0.3(A)=10(V) であるから、許されるドロップ電圧の最大値は10Vとなる。 アリス 「ということは15Vのスイッチング電源がつかえますねー。」 みみずく 「まぁ、スイッチング電源には限らないが、そういう考え方でいいよ。 アリス 「ということは 1.45(V)÷0.3(A)=4.84(Ω) までがR2に許される最大値ということですね。」 みみずく 「ということでR2=4.7Ωとしよう。念のため発熱量を計算すると 0.3(A)^2×4.7(Ω)=0.423(W) なので、定格1Wの抵抗を使えば発熱量に関しても問題がない。」 アリス 「ということで、電源電圧=15V、R1=7.5Ω、R2=4.7Ω、R1での電圧降下=2.25V みみずく 「そして、実際の使用では真空管の定格ヒーター電圧になるようにminiReg2(+)の出力電圧を調整すると良い。 アリス 「あ、そうだ、みみずく先生。miniReg2(+)はNFBモードの時には最低出力電圧が約2.5Vです。 みみずく 「そうだね、その場合にはR1にかかる電圧を常に2.5V以上にする必要があるから、こんな定数がいいんじゃないかな? (6.3V 365mA) 電源電圧15V R1:7.5Ω R2:2.4Ω (6.3V 300mA) 電源電圧15V R1:9.1Ω R2:3Ω (7.0V 300mA) 電源電圧15V R1:9.1Ω R2:0.82Ω(もう少し電源電圧を上げられるならR2を増やした方が良い) (12.6V 150mA) 電源電圧24V R1:18.0Ω R2:24Ω アリス 「セッティングの自由度が高いと定数の決定に一苦労ですね。」 みみずく 「セッティングによって音に違いが出るので、それはそれで面白いことなんだよ。」
アリス 「C3Bは定電圧電源としても使えるようになっています。」 みみずく 「ちょっとした変更が必要なんだよね。」 アリス 「定電圧電源として使用する場合にはCK2とCK3をリード線などで接続し、R1のかわりにデカップリング・コンデンサーを実装します。 みみずく 「入力にCRフィルター(LCも可、その場合はRのかわりにLを実装する)、出力にはデカップリングコンデンサー、 ありす 「むしろ、こっちの使い方のほうが便利かしら?」 アリス 「レギュレーターを2段重ねにして使いたいとのご質問がありました。 みみずく 「レギュレーターの2段重ねはラインレギュレーションの向上について大きな効果がある。面白いんじゃないかな。」 アリス 「応用技で 定電圧レギュレーター ⇒ 定電流レギュレーター という技も使えます。定電流性能が上がるでしょう。
【実装例など】 入手しやすい、おなじみの端子台(ターミナルブロック)が使用できます。
miniReg2(+)を載せたところです。撮影用なので片方が(−)のモデルになってますが気にしないで下さい。
一通りの実装をした状態です。 アリス 「というわけで、パーツを基板に半田付けして、ユーザーの責任と判断のもと、充分に注意してご使用ください。 |