三段全段差動プッシュプルアンプ_6P43P-E(その2)

増幅器部分(アンプ)の回路設計はとりあえずできました。この増幅器に接続する電源を考えていきます。増幅器部分で必要とする電源は、220V/70mA(35mA x 2)と195V/4mA(2mA x 2)、19.5V/1.5mA(0.75mA x 2)です。電源回路の部品点数をなるべく減らすために2ch分をまとめて供給とするので、必要なそれぞれの電流値は更に倍になります。

電源で一番分からないのが電源トランスです。同じ型番なら傾向は同じみたいですが、それでも負荷の有無、もっと厳密に言えば負荷のかかり具合でとれる電圧が変わってきて、無負荷状態がMaxで、最大負荷状態(全端子の取り出せる電流一杯いっぱいの状態)がMinです。特注でもしない限り、Maxの状態で使う事はないのでMax~Minの間のどこかを使う事になります。この様子はぺるけさんの小型電源トランスの整流出力特性のページが分かりやすいです。

6P34P-Eへの電源が220Vと低いのと、そこから取り出す電流が多い((70 + 4 + 1.5) x 2 = 151mA)のと、その割にヒータ部分で結構電力を食う(6.3 x 0.625 x 4 + 6.3 x 0.4 x 2 = 20.79W)ので市販の電源トランスではなかなか合う物が無い。でも特注するとなるとそれなりに割高になるというのがあり、ちょうど良いトランスが無い物かとあちこち探して、1個使えそうなのを見つました。ノグチトランスのPMC-190Mです。Web上でもやはり電圧が低いけどDC電流がそれなりに取れて、ヒータの巻き線もそれなりに容量があるかゆい所に手が届く的な存在の電源トランスの様です。

この電源トランスで行けるのか、電源部の詳細設計をしてみます。まず、出力段の電源は安定化しない事にします。安定化するには電圧が高いので部品点数が多くなるのと、設計が複雑になります。同じ要因でドライバ段の電源も安定化しません。後で記載しますが安定化しない場合はそれなりに実験的な事をする必要が出てきます。初段に関しては電圧も低い部類なのと、2SK30Aの耐圧がそれほど無いので、安定化します。それと負電圧ですが、E34Lの回路同様にダイオードの順方向電圧で作り出すことにします。以下に回路図を示します。具体的な値を記載していますが、下で説明です。

3diffpp_6p43pe_ei_04.png

E34Lのアンプでは出力段の電源はトランスから両波整流のダイオードを通過し、抵抗とコンデンサで構成した2段のLPFを使用していました。今回はこの部分をミニワッターで使用したFETによるLPFとする事にします。分圧も兼ねるのでこの部分が調整部分になります(56kΩと1.5MΩの記載のある抵抗部分です)。LPFのカットオフ周波数は56kΩの抵抗と47μFの電解コンデンサで決まります(0.061Hz)。この時に削られる電力分をFET(2SK3767)に肩代わりしてもらうので、熱量計算が必要になります。この時点でははっきりとはわかりませんが、180V端子の両波整流でDC190mAを採れる所を154mA程採る予定なので…240VくらいがFET前でそこから220Vまで下げると考えて、差分が20V、通る電流が154mAなので、3.08W……結構な電力を消費させますね…ケースに取り付ければ大丈夫かな? FET後は出力インピーダンスを下げるための電解コンデンサを仲介して出力段の電源とします。ドライバ段の電圧は195Vなので抵抗で電圧を下げます。14mAが通る予定なので、1.8kΩとしています。

初段の電源ですが、これは安定化するのでそれなりの回路が必要です。E34Lの時みたいにツェナーダイオード一発って手もありますが、少々凝ってみました。ツェナーダイオードを基準電圧としてトランジスタで電圧降下させる一般的な方法ですが。トランジスタのコレクタ側に付けている47kΩの抵抗はトランジスタの電力消費を抑える為です。ツェナーダイオードの上の56kΩの抵抗はツェナーダイオードに流れる電流の抑制です。ツェナーダイオードは流す電流によってツェナー効果で得られる電圧が変化するので、抵抗1本で安定化を確保しています。

トランスから得られる電圧が想定と異なった場合は多少であれば56kΩの抵抗を代える事で対応できます。実際問題、どうなるのでしょう。
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