アリスのディスクリート可変定電圧レギュレーター (LED.Reg)

(三端子レギュレーター互換 LEDレギュレーター)

製作マニュアル

  




 
※レギュレーターについてはこちらも参考にしてください。

   アリスの電源マニアックス


【キットの概要】

アリス  「LED.Reg(レッドレギュ)はフルディスクリート回路を搭載した小型の定電圧レギュレーターのキットです。
      出力電圧は可変で、ピン配置は三端子レギュレーターと互換なので置き換えができます。
      オーディオ用途のために性能向上の工夫をしてみました。
      基準電圧源にはLEDを使用します。」

       ●正電圧用は78xxと互換(ピンアサイン:IN-G-OUT)

       ●負電圧用は79xxと互換(ピンアサイン:G-IN-OUT)

みみずく 「LEDは基準電圧源として大変ローノイズで、しかも音質的に利点がある。
      出力電圧が可変なのも融通が利いて使いやすい。」

アリス  「今後も見据えて表面実装トランジスター(SC59パッケージ)も使えるようにしました。
      また、miniReg2opeReg とも共通の大きさになっているので交換が可能です。
      音質の変化はわかりやすいと思います。」


アリス 「レギュレーターの安全を確保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。
     自作を始めたばかりの方に参考になるかもしれません。」

     →レギュレーターの突入電流対策について


【頒布について】

アリス  「ご注文についてはオーダーについてをご覧ください。」

  @LED.Reg(+):正電源用
    ・基板(幅20.5o×高さ32.7o) × 1
    ・小信号用トランジスター × 2
    ・J−FET × 2
    ・ダイオード × 2
    ・LED × 2
    ・金属被膜抵抗器 × 1
    ・サーメット半固定抵抗器 × 1
    ・フィルムコンデンサー × 1
    ・L字ピンヘッダ(3ピン) × 1
   ※上記の他にNPNパワートランジスター(TO126,TO220)が必要になります。
    用途に合わせて入手してください。

 

  ALED.Reg(−):負電源用
    ・基板(幅20.5o×高さ32.7o) × 1
    ・小信号用トランジスター × 2
    ・J−FET × 2
    ・ダイオード × 2
    ・LED × 2
    ・金属被膜抵抗器 × 1
    ・サーメット半固定抵抗器 × 1
    ・フィルムコンデンサー × 1
    ・L字ピンヘッダ(3ピン) × 1
   ※上記の他にPNPパワートランジスター(TO126,TO220)が必要になります。
    用途に合わせて入手してください。

 

  B基板のみ
   ・10枚セット
   ※単種類の基板のみ可。複数種の基板を混合することは出来ません。


【パーツリスト】

アリス  「こちらがパーツリストです。」

※クリックするとpdfファイルが立ち上がります。


【上手に使うために】

アリス  「LED.Regを使う上で知っておいて欲しいことなどをまとめます。」


●定格など

 ・最大定格電圧 ±50V

 ・最大発熱量 1.5W(周辺25℃ 放熱器なし)/10W(周辺25℃ とても大きな放熱器使用時)

 ・ドロップ電圧 最低2.5V、3V以上奨励

アリス  「以上は大まかな目安です。
      定格電圧はパワートランジスター(Q1)の品種によって制限を受けます。
      例えば2SA1359、2SC3422実装時は40Vになります。」

みみずく 「最大発熱量もかなり余裕を持って考える必要がある。
      放熱器なしで1Wまで、小型放熱器装備で3Wあたりまでがひとつの目安。」


●出力電圧の設定

アリス  「LED.Regでは出力電圧の設定について、ちょっとだけ注意点があるんですよね。」

みみずく 「せっかくの性能を活かすためにセッティングに少しだけ気を使いたい。」

アリス  「LEDは品種によってVfが異なるので、大まかに以下を参考にしてください。
      LEDを1個だけ実装するときは、もう一箇所の未使用の部分をリード線で接続してください。」

  LED.Regの出力電圧 ±1.8v〜3v : 赤外線 1個
  LED.Regの出力電圧 ±3v〜4.5v : 赤外線 2個  もしくは  赤、黄、緑 1個
  LED.Regの出力電圧 ±4.5v〜10v : 青 1個  もしくは  赤、黄、緑 2個
  LED.Regの出力電圧 ±10v以上 : 青 1個  もしくは  赤、黄、緑 2個
                          (±10V以上はCに大きめのフィルムコンデンサー or タンタルコンデンサー奨励)

みみずく 「補足すると、LED1個で高い電圧を出力することは可能。
      ただ、出来るだけ上記の例にならったほうが良好な結果になりやすいと思う。」

アリス  「LEDを交換してみると品種によって音がコロコロと変りました。
      かなり興味深い変化ですのでいろいろ試してみると
      お気に入りが見つかって楽しいのではないかと思います。」


●出力電圧の調整

アリス  「LED.Regは半固定抵抗をまわすことで出力電圧を変更することが出来ます。
      半固定抵抗器には正立型と倒立型の2種類があります。
      抵抗体は同じものなのですが回転方向が異なります。
      入手性の問題からどうしても混在してしまいます。
      使用時にはご注意ください。」

正 立 型
倒 立 型
LED.Reg(+):左に回すと最小出力
LED.Reg(+):右に回すと最小出力
LED.Reg(−):左に回すと最小出力
LED.Reg(−):右に回すと最小出力
※最少出力とは0Vに近づくことを指します。

みみずく 「半固定抵抗器の保証寿命は通常20〜100ストロークくらいなので、
      電圧をしょっちゅう変更するときはときどき交換するか、
      ボリューム調整などで使われる可変抵抗器を使った方が良いかもしれない。」


●“C”について

アリス  「さっき “Cにタンタルコンデンサー奨励” って書いたじゃないですか。
      アレってなんなんですか?」

みみずく 「CはLED.Regの出力電圧が高くなったときの性能を向上させるためのコンデンサーだよ。
      出力電圧が10v以上になると効果が出てくる。
      ここはフィルムなどの良質なコンデンサーで、ある程度の容量のあるものが良い。
      最大で47u〜68uFくらいまではその効果が伸びる。
      フィルムコンデンサーでは1u〜10uFあたりが大きさからいって実装上の限界だろう。
      キット付属の0.1uFでも効果はある。」

アリス  「大きなコンデンサーを使うにはどうすればいいですか?
      ケミコン(電解コンデンサー)ですか?」

みみずく 「通常のケミコンもいいけど、こういった用途にはタンタルコンデンサーが抜群によい。」

アリス  「おぉ〜、タンタルコンデンサーって名前は知ってますが初めて使います。」

みみずく 「使用上の注意点は多いがとても性能が良いコンデンサーだよ。
      信号電流が流れるところにはうってつけだ。」

アリス  「千石電商で扱っていますね。…うーむ…けっこう高いですねー。」

みみずく 「そう。コンデンサーとしては高級品だな。
      安価に済ませたい場合は通常のケミコンでも大丈夫。
      タンタルの25V68uF、35V47uF、50V10uFはギリギリ実装出来そうな大きさだな。」

アリス  「タンタルコンデンサーの注意点ってなんですか?」

みみずく 「まず、タンタルコンデンサーは逆電圧には極端に弱い。
      あっという間にショートモードで破壊してしまう。
      極性を間違えて実装するのは論外だが、
      電源ON、OFFの過渡期の振る舞いにも注意を払う必要がある。
      もちろん過電圧もダメ。」

アリス  「なんだか玄人向けなカンジですね。」

みみずく 「まぁ、プロの製品では良く活かされているのは事実かな。」

アリス  「というわけで、タンタルコンデンサーを使用する場合には、
      入力電圧以上の耐圧のものを使用し、
      基板上に書かれているCの極性の(+)を参照に極性を間違えないことと、
      基板上の“SD”に保護素子として小電流用のSBD(ショットキーバリアダイオード)を実装してください。
      SBDはこちらでも用意しましたのでオーダーシートを見てください。」

<<追記事項>>
アリス  「完成したLED.Regでいろいろ実験してみるとタンタルコンデンサーにかかる逆電圧は最大でも0.4V程度でした。
      通常の使い方では保護用SBDがなくてもタンタルコンデンサーが破損することはなさそうです。
      稼働中の回路にLED.Regを差したり抜いたりしない限りは大丈夫だと思います。
      それと、SBDは無いほうがずっと音がよかったです。」

みみずく 「SBDは漏れ電流が比較的多いから、それが影響するのかもしれないな。
      音質を優先して保護用SBDを使わないというのは面白い手だと思うよ。
      ただし、タンタルコンデンサーの安全のためには、すべてのパーツが故障せずに完全に動作していることが前提となる。
      それと万が一、タンタルコンデンサーが破損した場合にはLED.Regは出力電圧を下げるようになっている。」

アリス  「以上のことを考慮の上、お使いください。」


●トランジスターの選び方について

アリス  「Q1は出力パワートランジスターです。
      用途によって最適なものが変ってきます。
      miniReg2opeReg と同じで出力電流にあわせて
      出来るだけ小さなトランジスターを使った方が音が良い傾向があります。
      以下、正電源用のNPNトランジスターと()内が負電源用のPNPトランジスターです。」

  (Q1の例)
    ・出力 〜30mA : 2SC1815(2SA1015)、2SC2240(2SA970) など
    ・出力 〜300mA : 2SC3421(2SA1358)、2SC5171(2SA1930) など
    ・出力 〜1A : 2SC3422(2SA1359)、2SC4935 など

みみずく 「出力電流 × ドロップ電圧 = 発熱量 になるので、あわせて留意が必要。」

アリス  「Q2,Q3は小信号用のトランジスターなら、ほとんどなんでも使えます。
      おなじみのTO−92パッケージの他に、表面実装品のSC−59パッケージのトランジスターも使えます。
      丸ピンソケットでトランジスターを抜き差しして試聴できるようにするのも楽しいと思います。」

  (Q2、Q3の例)
    TO−92 : 2SC1815(2SA1015)、2SC2240(2SA970) など
    SC−59 : 2SC2712(2SA1162)、2SC2713(2SA1163)、2SC3324(2SA1312) など

アリス  「Q4,Q5はJ−FETです。正負に同じものを使用します。」

  (Q4,Q5の例)
    TO−92 : 2SK30Y、2SK117Y、2SK246Y など
    SC−59 : 2SK208Y、2SK209Y など


●出力のデカップリングコンデンサーの制限

アリス  「LED.Regを使用する際には出力デカップリングコンデンサーの容量に制限があります。」

みみずく 「性能とのトレードオフというわけだな。
      高域性能を伸ばすと、どうしても不安定になりやすくなるので制限が出てくる。」

アリス  「と言うわけで、出力のデカップリングコンデンサーについては、
      LED.Regが不安定になる可能性があるため 200uF〜10uF は使用禁止です。」

みみずく 「この制限を守らないと発振するなど動作が不安定になる場合がある。
      安全をみるなら、470uF以上、4.7uF以下が安心だな。」


【実装例】

アリス  「パーツの実装は簡単なほうです。
      以下、注意点です。」

  (注意点)
    ・キット付属の2SK246Yは実装の向きがシルク印刷の向きと反対になる。

アリス  「2SK30や2SK246は通常品とはピン配置が逆になっているのでこのようなことになりました。
      それと、Q1はminiReg2opeRegと同様に基板裏に実装します。
      シルクを参考に実装の向きにご注意ください。
      放熱器を使う場合には、基板裏のリード線や余分なハンダは短く切除して放熱器との接触を防いでください。」

    

  


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。
      本製品の製作・使用等に伴う事故や損害等につきましては、こちらでは一切の責任を負いませんので、あらかじめご承知置きくださいね。」

 

イントロダクション

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