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2010年5月 9日 (日)

出川式整流モジュールを使った両電源の製作(其の四): 安定化

Degawa3_2

■『てっちゃん電源』こと出川式電源を安定化してみました。(写真は、安定化前のものです)           
大電流を必要とする両電源(±15V)は、整流器にブロックコンというシンプルな構成にするのが一般的のようです。 今回製作した『てっちゃん電源』も、最初はそのコンセプトで作ったんですが、無負荷時だと電圧が±24Vも出てしまうので、そのままの状態では定格15Vの機器に恐くて繋げません。
 
当初の使用用途は、DMS-05だけだったので、大胆にも抵抗ドロップ方式で使っていたのでした。 (DMS-05の消費電力は約40mAで、ほぼ一定です。 そこで、電源ラインに200Ωの抵抗を直列に挿入すれば、E=IR、40mA x 200Ω =8Vの電圧降下が抵抗の両端で発生するので、24V-8V=16VがDMS-05に供給されます。 あはは、紹介するのが恥ずかしいくらい原始的且つ、超手抜きの電圧調整ですcoldsweats01)  しかし、今後色々な15V系機器にもこの電源を使うことを考えると、このままでは拙いと考え、安定化することにしました。
 
■男は『無帰還制御』(?)
 さて、『安定化』といっても色々な方式があります。 一般的には、出力電圧を監視し、フィードバック制御する方式が多いかと思います。 しかし、その方式だと回路が複雑になるし、何せこの『てっちゃん電源』は音質を重視する機材に使う目的で作ったので、フィードバック制御という仕掛け自体が気になります。 やるなら『フィードフォワード』。 ま、オーディオの世界で言うところの無帰還方式で電源の安定化を図ることにしました。
電源の”安定化”は多少犠牲となりますが、音を犠牲にするよりはマシです。キッパリ。  それに部品点数も少なくて済みますから、はは。
あ、三端子レギュレーターは『論外』です。 音質面では話になりませんので。
 
というわけで、先日会社帰りに秋月に立ち寄り、電圧制御用のパワートランジスタ 2SC5200を購入しました。 このトランジスタ、秋月の電源キットにも使われている低Vce(sat)の奴です。 そして最大コレクタ損失が150W(!)
の代物。 それでいて価格はたったの@200。 迷わずこれにしました。

2sc5200_3

あ、それから今回は、ちょっと工夫して過電流保護回路も入れることにしました。 なにせ使っているトロイダルトランスが6A以上ひり出せる強力なもなので一応保護回路は必要かと。最終的にFixした過電流保護機能付安定化電源部の回路を参考までに紹介します。

Techan_circuit_2

見ての通り非常にシンプルです。  (...何だか最近は何かに付け『Simple is best』路線ですHi happy01)  これで16V前後の電圧が取り出せます。 負荷電流により電圧は多少変動しますが、2A迄の範囲内なら1V未満の電圧変動で収まる筈です(詳細データはまだ未採取)。
 
ところで、過電流検出部に使った2SC1815ですが、これも秋月で買いましたが安いですね~。 20個入ってたったの\100なんですから。 @5円ですよ、@5円。 つくづく秋月は庶民の味方だと思います。

2sc1815

■ケースへの収納
 さてさて、安定化電源にしたことで、困ったことはケースへの収納。 何せ、最初は安定化などと考えていませんでしたからね。 それなりのサイズのケースに収めていたんです。 ただ今更別のケースを買ってきて加工する気力も湧かないので、何とか今のケースに押し込める事にしました。 結果が下の写真です。 

Techan_semi_final_3

以前は一等地にあったケミコンを背面に移し横置きにしました。 ケミコンの横置きは本当は宜しくないんでしょうが、ま、仕方ないですHi。 次の写真は、今回追加した安定化電源部のクローズアップです。

Techan_semi_final_2_2


■ものごとはそう上手くゆかない....
 写真を見ると放熱フィンが2つ付いているので、『あ、両電源用に2回路組んだな』と思った読者が大半かと思います。はい、正解です。 しかし、現在は+15V系しか機能していません。 
自分の無知を晒すようで恥ずかしいんですが、-15V系の回路に電源を投入した途端、パワトラ2SC5200(下側)がもの凄い閃光と音と共に破壊してしまいました。coldsweats02 中心部のモールドが割れ周辺に吹き飛んでしまって、手前にあるセメント抵抗が少し黒くなっていまいました。 てっちゃん電源のパワーを思い知らされましたHi。 実は、上記回路を-15V系にも使えるように、回路を一部アレンジしてやってみたんですが、知恵が足らずパワトラを破壊してしまったのです。 恐らくVBEOの最大定格と超えたのせう。 とほほ....。  従って現在は、片肺走行ならぬ、片肺電源(+15V系は安定化、-15V系は非安定化)の状態です。 
 
■音の評価
 『てっちゃん電源』の組み込みはこれが2台目です。 1台目は、ファンレス直流電源への組み込みでした。←これは安定化電源なので、当然ながら出力電圧を見てフィードバック制御しています。
 そこで、同じ出川式電源ユニットを組み込んだ電源同士で音質の評価をしてみました。 つまり、帰還方式 vs 無帰還方式です。
 結果は、2号機(無帰還方式)の勝利でしたfuji。 音の抜けが良くなり、空間表現力が更に上がっています。  尤も両者は回路が違うので単純に『帰還 vs 無帰還』の評価にはなりませんが、結果としては2号機の方がベターなので、マイクアンプの電源にはこれを使うことにしました。
 
■嗚呼...
 中央部のモールド吹き飛んだままの2SC5200。 そのうち気が向いたら-15V系回路の再検討と、修理をしてみようと思いますが、いつになるのやら....gawk 
(0Vラインが+15V系のGNDになる一方、-15V系の+側にもなるので、両電源の回路は頭がこんがらがります。 -15Vのラインに2SC5200を入れたんですが、上述の通り閃光と共にモールドが吹き飛んでしまいました。 どなたか電源回路に詳しい方いませんか~)

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