実験用定電圧電源の製作 その２（２４V可変定電圧電源部）

　１２V定電圧部分の仮組みとテストがとりあえず終わったので、２４V可変定電圧部分の製作にかかることにしました。

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　［ちょっと寄り道...］

　　　このブログは、Yahooで始めたのですがサービス終了にともない、こちらに

　　移ってきました。引っ越しはYahooがしてくれたのですが、改めて記事を見て

　　みるとなぜか非常に見にくいなと感じました。

　　　そこでインターネットで調べて、ヘッダー画像と本文フォントの変更をしまし

　　た。丁寧な解説のとおりにやってみてうまく行ったのですが、フォントの変更を

　　すると、改行位置がずれて文章の体裁が崩れます。

　　　私の場合、投稿量が少ないため、さかのぼって修正しましたが、たくさんの人

　　は大変だろうなと思いました。やるなら早いほうがいいですね。

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［回路の決定］

　２４V可変定電圧部分は可変３端子レギュレータを使って簡単に作ることにしていたので秋月電子のキットをベースに作りました。キットのマニュアルに書いてあった出力電圧計算式に従い回路定数を決めました。

　目標は、2.5V～24V 1.5Aが連続的に可変出力できるようにすることです。

（真空管のフィラメント電流供給やDC２４Vが必要な通信機の試験ができるよう）

　連続的に出すには、3端子レギュレータの入力電圧もある程度切り替えないと

レギュレータがオーバーヒートすることはわかっているので、手持ち部品の関係から

下の図のような回路にすることにしました。

　手持ちの4回路3接点ロータリスイッチで、トランス（入力100V,110V,117V：出力16V1.8A×2）の入力電圧と出力電圧及び3端子レギュレータ制御端子の抵抗を切り替えています。電圧調整はポテンショメータでしますが、2.5V～24V を連続的に可変するには計算上2kΩの変化が必要だったのでキットオリジナルの値とは変えています。（手持ちのポテンショメータがあったこともあって）

　また、3端子レギュレータの負荷（発熱）を軽くするため、電流ブースタをつけました。

　［実装］

１．放熱板ユニット

　　最初に、放熱板とそれにつける電流ブースター２N3055とブリッジダイオード

　S2HB40を取り付けたものを作りました。最初は、放熱が必要な3端子レギュレータ　

　とその基板もつける予定でしたが、切替スイッチとの距離が長くなるのではずして

　別のユニットを作りました。下の写真は、もとのもの。

２．3端子レギュレータユニット

　　3端子レギュレータと切替スイッチ、ポテンショメータが一体となったユニット

　を作りました。基板は不要な部分を切り取って小さくしてます。

　また、他の部品との接続用にコネクタをつけました。

３．シャーシへの取付と部品間の配線

　　既に１２V定電圧部の載せてあるシャーシに可変定電圧部分のユニットとトランス

　を載せ配線しました。

［試験］

　配線の目視チェックをして、無負荷で出力電圧の測定をしました。

　Lo position : 2.3V～15.0V　　　設計値：2.5V～15.0V

　Hi position : 14.5V～27.0V  　　設計値：13.75V～26.25V

　実はこの試験の時、ポテンショメータを回しても電圧調整ができず、配線チェック　

　をしたりポテンショメータを分解したりして悩みましたが、結論は使っている古い

　ポテンショメータへのハンダ付けミス（芋ハンダ）でした。端子に古いペーストが

　残っているのを十分取り除かずにその上にハンダ付けしてしまって導通が取れてい

　なかったようです。

　　ついで負荷試験をしてみました。適当な負荷がないので写真のもの（25Ω 20W）

　を作りました。25V出力時には負荷に１A流れるので25Wのものが必要ですが、

　手持ちのもので作るので仕方ないかな、短時間なら持つよﾈ　と。

　　実際は25V出力時に1分もすると抵抗器の表面の色が変わってきてあわてて電圧を

　下げました。

　負荷試験の結果は次のとおりです。（回路図の端にも書いてあります。ブログの

　記録は、いつ何時なくなるかわからないので保険です）

　　　　　     整流器出力　　最終出力（Aメータ用シャント抵抗のあと）

  Lo position   19V~17V        1.9V~15.0V

  Hi position    42V~40V        13.5V~26.0V

　この結果をみてすぐわかるのは、整流器出力電圧が高すぎるということですが、

　手持ちのトランスで工夫する限りしかたないとあきらめてます。

　　Loポジション２Vで１A出力する時、１７Vの電圧降下が必要で、１７Wの発熱が　

　あるということになります。逆にLoポジション１５Vで１A出力する時は２Wで

　済むわけですが。電流ブーストトランジスタで発熱の大部分を吸収するとしても

　Lo、Hiポジションともに、低い電圧での運用時には出力電流に気をつけないとww

　　また、出力電圧が無負荷時に比べて低くなっているのは、レギュレータが効いて

　ないのではなくて出力電流監視メータ用のシャント抵抗0.25Ωによる電圧降下によ

　るものだと理解してます。

　次回は、前面パネルの製作と取り付けを記事にしようと予定してます。

　　これまた手持ち部品でまかなうので、大変窮屈な配置になり、パネルメータ３

　個、スイッチ2個、出力端子板1個などをどうつけようかと苦労してます。

　パネルメータ1個（可変出力電圧部用）はどうしても場所がとれず、平型のものに

　することにしました。ディジタルパネルメータならこんなに苦労しないのに、アナ　

　ログメータでないと駄目と信じていますので。（ディジタルメータでは過渡的な状　

　態の観測ができない）

　下は検討中の部品です。

実験用定電圧電源の製作 その１（１２V定電圧電源部）

　長年使用していた小出力無線機用の定電圧電源（１２V５A)の一部を手直しし、

また、２４Vまで出せる可変定電圧電源も付加していろいろな実験に使えるように改造することにしました。

　従来の電源の手直しは、トランス、メーターが中心ですが、可変定電圧電源も収容するので、ケース、放熱器も作り替える必要があります。

　［トランスの交換］

　　以前は下のカットコアトランスの１２V１２A巻線をブリッジダイオードで整流し

　て使用していたのですが、１２V出力のシリーズレギュレータの入力としては電圧が

　不足するのでAC１００Vを９０V巻線に加えていました。

　　そこで、１６V８Aが取れる下のトランスに入れ替えることにしたが、両波整流用

　の巻線だし、入力も１００V複巻なのでとても重く、サイズも大きくなってしまっ

　た。また、ブリッジ整流を両波整流に回路変更しなければならなくなった。

　［レギュレータ基板の実装と試験］

　　トランスは重いので最終的に載せることにして、１２Vレギュレータ部をケースに

　実装し試験してみました。上の写真のトランスにコネクタがついているのは、試験

　時はケースの外にトランスを置くため。

　　上の写真は、正面から見たもので、右の黒い放熱器は可変定電圧電源用のもので

　す。バックパネルに黄色い接着剤の跡がついているのは、有り合わせのアルミ板を

　使っているため。下は、右側面から見たものです。

　　回路、及び負荷試験の結果は下の図の通りですが、反省点としては、トランスの

　スペックが高すぎて、整流後のDC電圧が１０Ω負荷でも２４Vになってしまうこと

　です。

　　２４Vの電圧を１４Vの定電圧に降下させるため、１．４A出力時は１４Wを

　ブーストトランジスタで熱に変えていることになるわけで、実際30分運用すると

　放熱板がかなり暖かくなります。

　　トランス容量及び基板の回路定数から５A出力までは行けると考えていたが、

　放熱を考慮すると３Aくらいが限度かもしれないと思っています。

　　可変定電圧部を完成させてケースの上部蓋をした状態で、最終的に連続負荷試験

　をしてみる予定。　でも今はこの試験に使えそうな負荷抵抗が手持ちにあるかどう

　かもわからない状態です。

　５０オーム１００Wなら無線機の擬似負荷用に持っているけど。

　この次は、可変定電圧部分の製作記事にする予定。

使わないと壊れるｗｗ

　真空管アンプ作りのために必要な部品とCRを探して棚を整理していたら、秋月電子でキットを買って作ったMAX038オシレータの残骸が出てきた。

「これは、アンプの調整に使えるな、捨てるのはもったいない、チェックしてOKなら、周波数カウンタも付加してみよう」などと、本題のアンプ作りは放棄してテストを始めてしまった。

　このオシレータは５Vの正負電源が必要なのでケースに内蔵させていたのだが、

ガーナに滞在していた時に作ったので電源トランスに、入力２４０V、

出力１２V-0-12Vのものを使っていた。

　帰国してから使おうと適当なトランスを探したが手持ちがなかったので放置して

いたのですが、今回の棚整理で正負５Vの出るスイッチング電源を見つけたので、

仮接続してみた。

　さて、出力周波数と波形を確認しようと、２0年以上使ってなかったテクトロニクスの４３２オシロスコープを取り出して作業にかかったが、このオシロがまともに動かない。輝線は出るが不安定で、各スイッチの動きも円滑でない。

　人間の体と一緒で、使わないと弱ったり、壊れたりするんだなと実感しました。

　このオシロスコープは、3時間ばかりあれこれいじっていたらどうにか動くようになりましたが、リハビリにこんなに時間がかかるとは。まだ、動作が不安定で輝線が時々上下しますが。

　上の写真は、プローブ校正用の１ｋHz信号を観測しているものですが、プローブを較正してないので、きれいな方形波になっていません。写真を撮ったあと較正したらきれいな矩形波になりました。プローブを持つ部分のカバーを回して緩めると、先端部分と持つ部分の間のねじ式の結合が調整できるようになってました。

　やっとオシロが動くようになったので、MAX038オシレータの出力波形をチェックしようとしたが、ノイズが多くて同期が取れず波形は全く確認できない。サイン波、矩形波、三角波が出ているはずなのに波形を切り替えても、発振周波数をかえても同じで、「なにか出ているな」くらいしかわからない。

　MAX038基板が壊れているのかと配線をチェックしたりしてみたが、最終的には、スイッチング電源を使ったので、スイッチング周波数とその高調波がノイズになっているのではという結論になりました。

　センタータップ付きトランスでシリーズレギュレータ方式の電源を作り直して再テストすることにして、今日は終わりにします。

新たにトランス買ったら断捨離にならないなと思いつつ。

104Dアンプ製作その２（構成部品作り）

　庭の手入れが終わったのに、なかなか時間が取れず進まなかったがいくつかの構成品を作ったので記録しておきます。

　この記事を書いている時点でも、写真にある最初作った構成品を変更してしまった

ものがありますが。

１．木製ケース周り

　　ゴム足、通風孔、サイドパネルをつけてみた。

　サイドパネルには、ACスイッチ、ヒューズホルダー、入力RCAプラグなどを着けた

　が、入力端子（RCAプラグ）は配線などを考慮して、木製シャーシに取り付けるこ

　ととした。

２．電源部シャーシの手直し

　　主要部品を仮置きしてみたところ、整流管を置く余裕がないため、半導体整流に

　変更することにした。ヒーターウｫームアップタイムを確保するため、B＋スイッ

　チ、タイマーリレー（０～６０秒設定可）を増設することにした。

　左から、チョークコイル、フィラメント直流電流用整流素子、ケミコン、

一番右が、パワートランス。左手前が、増設する遅延タイマーリレー。

　このリレーは２４V駆動のため別電源が必要で６．３Vヒーター巻線の４倍圧整流を

検討したが、DC-DCコンバータによる直流５Vの昇圧にすることにした。

未テストなのでやや心配。

３．パワートランス

　縦型に取り付けるため、後の配線が大変になりそうなので、ラグ板をつけておく。

１０４Dのフィラメント用に独立した５V巻線（１A以上）が２組と６．３V巻線

（２A以上）が必要なため、大きなトランスになってしまった。

　このためB＋巻線が電圧、電流とも１０４Dシングルアンプにはオーバースペックに

なってしまい、電圧を下げるのにチョークインプットが必須になってしまった。

４．電源部シャーシの上部パネル

　手持ちを使いたいのと、放熱、工作が容易なため、パンチングメタルを使った。

この写真では、フィラメント電流監視用のメーターとレオスタットのみが取り付けられている。

４．入力トランス、音量調整ボリューム

　手持ちの部品をなんとか使おうとかなり無理をしています。

アンティーク風にしたいため、トランス入力を検討していますが、昇圧比を稼ぐため

に、平衡入力の片側だけ使うつもりです。（3.5kΩ：10kΩ）

　しかし、タムラの入力トランスは遊び巻線つくるとまずいと書いたものがあったの

で、平衡入力の入力トランスの１次パラ接続っていいのか悪いのか調査中。

　入力された信号が逆位相で出力側に伝わることになるのでたぶん駄目だと思いますが。

　音量調整器も２MΩステレオ用をパラで片側に使う予定。手持ちの活用です。

５．アンプ部上部パネルへの部品仮置き

　アンプ部の主要部品を仮置きして、配置できるか確認してみた。案の定、苦しいの

で、入力部は、入力トランス縦置きでボリュームと一体化したユニットにした。

、

　上から入出力ターミナル／プレート電流監視メータ、１０４Dソケット、ハムバラン

サー／入力ユニット、１２AU7ソケット

　出力トランスは、パネル裏面に取り付ける予定。

　このへんまで進んだところ、ハム用無線機の電源を作り直すのが先ということになってしまい、アンプ作りは、ちょっと中断します。

庭作りシーズンが終わりました

　２０１９年とともに庭作りシーズンが終わりましたが、シーズン最後に蹲周りの

植栽の手直しをしました。

　上の写真ですが、JPG形式でアップロードすると、サイズ変更してもどうしても

横向きになってしまい、とても困りました。最終的にはペイントソフトでPNG形式

にして、ｐｈｏｔｏビューワーでサイズ変更してアップすることでうまく行きまし

た。

　今は冬なので枯れて見えなくなってますが、つくばい周りには三寸あやめ、ギボウシなどが下草として植わっています。

　ついでに、ニシキギの紅葉も見事なのでアップ．．．