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YA1用非安定化電源の平滑回路

YA1はYoshii9用のアンプです。いまのところチョークインプットで平滑しただけの非安定化電源で駆動しています。前回は、YA1用非安定化電源の平滑回路をチョークインプットにしたところまででずっと放置してました。(汗)

チョークインプット型の平滑には、重いリプル電流でも振動しにくく漏洩磁束が少ないチョークインプット専用のチョークが必要です。電流は少ないが高い電圧が要求される真空管アンプでよく用いられる平滑回路であり、直流出力電流が変化しても高い電圧からの減少分が割合として少ないため整流出力電圧が影響されにくく、レギュレーションが良いのが特徴です。なので、反対に電圧は低いが多くの電流が必要なトランジスタアンプではこのようなレギュレーションが得られにくいこともあり、あまり用いられていないようです。ただ、突入電流は緩慢になるのと後段のコンデンサ容量を減らせるので、うまく調整できないかと思っていました。

YA1用アンプは+15V付近の単電源さえ用意すればよいのですが、センタータップ式トランスの両波整流とコンデンサインプットから、そのままチョークインプットに変更して負荷をかけると、かなり出力電圧が下がります。なので、仕方なくブリッジ整流に変更していました。(泣)

今回、その過程を検証してみましたw
なお、コンデンサを回路に何本も入れるのはめんどくさいので1つにまとめてます。(爆)

y3.jpg

両波整流にコンデンサインプット(チョーク無し)したときのシミュレーションです。負荷を比較的多く取っているのでリプルはこのぐらい出てますが、通常は平滑コンデンサの容量はこのぐらいあれば十分なはずですよね。

実際の整流ダイオードには、RohmのSiC SBDを使用していますが、回路図の番号にはCreeのSpiceモデルを入れています。今後は、Infineonの第5世代SiCがこれまでのSiCに比べて電気的特性が格段に優れているため、すべてこのシリーズに変更する予定です。

y両チ

両波整流のまま、コンデンサインプットの前段にチョークを挿入したとき(チョークインプット)のシミュレーションです。リプルはかなり減少し、一定以上の負荷により出力電圧が下がって落ち着きます。

ブリッジチョーク

両波整流-チョークインプットでは電圧が足りないのでブリッジ整流-チョークインプットに変更したときです。これが今の状態です。ブリッジ整流にすると出力電圧は上がりますが、リプルは増えます。(爆)

電圧が足りるなら、単電源ではやはりブリッジ整流よりも両波整流のほうが良いですな。ということで、この際チョークインプットをやめてコンデンサインプットとし、Π型の平滑回路にしたらどうなるんだろうと試してみました。50V、3300uFのケミコン10本を5本ずつチョークの前後に配置することに。

y2.jpg

お、いいじゃんいいじゃん。(笑)

両波整流-Π型平滑では、最初はちょっと安定するまで時間がかかるけどリプルも少なく、コンデンサインプット(チョーク無し)とチョークインプットの中間ぐらいの出力です。

もし、これでも電圧が足りない場合はΠ型平滑のままブリッジ整流にもどすとどうなるか?(悩)

yブコ

ブリッジ整流-Π型平滑は、リプルは問題ないけど今度は電圧が高くなりすぎですな。

んじゃぁ、試しに両波整流にもどして947C、730uFを5本ずつと944U、100uFを配置してみました。(笑)

947C

お、これでもいけそうです。Π型平滑だとケミコンレスの非安定化電源が出来上がるわけですな。ただ、Yoshii9は書斎(と言っても実情は工作室)からリビングにもどすことにしたので、こんなデカイ電源は置けません。(爆)

YA1用非安定化電源は、ようやく両波整流とΠ型平滑回路で決定です。( ̄▽ ̄)V 

ということで、この電源の完成を目指して、あとはケースに入れるだけですな。(汗)
果たしてシミュレーション通りにいくかどうか・・・(爆爆)
<追記>

ケミコンレスの非安定化電源がなぜ良いのかをシミュレーションしてみました。

ケミコン

まずは、ケミコンの方から。C11のみ944Uです。やはり位相が低い周波数からズレてきますな。ちなみに、日本ケミコンのKZNシリーズは、ケミコンのなかでもESRが0.012Ωと低くて優秀です。これを1本使おうが10本使おうが変わらないです。

フィルム

944UよりはESRが高い947Cを使ったときです。実際は、アンプの増幅回路と一体になって評価しないといけないので、これだけでどうこう言えることではないと思います。ただ、真空管アンプが良いと言われる理由の1つかもしれません。
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コメント

No title

YA-1ですが瞬間電流が3A以上流れる事もありますので、チョークインプットを実現するためには非現実的な電源が必要になると思います。またYA-1の場合は電源の位相をフラットにしても内部につかわれているケミコンの粗が見えてきてしまいましたで、電源の位相特性の調整もその粗がボケるぐらいのところでとどめています。
YA-1の場合100mHの小チョークを使う場合は磁気飽和の音の影響がでてきますので音を聴きながら調整されてください。

電源回路の周波数特性

そうですね、今回は周波数特性をシミュレーションできたのが収穫でした。増幅回路中の受動部品のインダクタンスとキャパシタンスを入力すると、かなり良い線まで生きそうですが、実際はそこが不明ですね。あたりをつけるには有効かなと思っています。

真空管アンプの方がやりやすいですが、必ずしも高電流が必要ないHPAならまぁまぁの線まで行けそうです。

実はこの半年ですが電源のシュミレートと測定に明け暮れていました。yiu様とはすこし異なった方法ですがいささか簡単にではありますがブログにアップしました。この方法が正しいかはさておき、私の環境では成果が出ています。ケミコンレスの音は見かけ上の位相が揃ったケミコンレスとは一線を画す音質となりました。他にもっと異なった要素で音質に関わっている特性がありそうです。

No title

拝見しました。等価回路は見た目が分かりやすいですね。シミュレーションではリプルと位相特性は同時に見れないので、やはり実際とは異なりますね。ただ、おおよその見当をつけるにはよい試みかと思っています。

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