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2018年10月9日火曜日

【回路】180V DC-DC Converter

180Vを作るDC/DCコンバータ
 【MC34063Aで高電圧を作る
 モトローラ(現・ONセミ)のDC/DCコンバータ用のICを使って昇圧電源を作ってみました。 まずは目論み通りの物ができたようです。 目的はNIXIE管点灯用の高圧電源です。

 スイッチング形式の電源が一般化したので、DC/DCコンバータ用のICにはたくさんの種類があります。 ここで使ったのはMC34063Aという8pinのICです。 使い易いためか様々な機器に使われているようです。 MC34063Aはチョッパー型のDC/DCコンバータ用ICです。

                   ☆

 DC/DCコンバータと言えば真空管式の機器を車載などDC電源で使うために使っていました。 しかし真空管の時代も遠い昔の話になってしまいました。今では少数の愛好家が使うくらいのものでしょうか?(笑) 自身も電池管で作った送信機を移動運用するために作ったことがあります。 トランジスタを2石使ったジェンセン型でした。
 うまく昇圧はできるのですが、電圧は負荷状態によって変動して成り行き任せでした。 簡単な回路なので仕方がなかったと思います。 設計も厄介ですし昇圧トランスの巻線も昇圧比が大きいので2次側にたくさん巻いて・・・。w

 電流容量が必要ならロイヤーやジェンセンのような昔の形式も悪くないと思いますが、ここではせいぜい10mAも取れればよいので簡単にできる方式を模索することにしました。 以下は自家用の備忘です。 用途自体が特殊ですから興味のないお方には意味はなさそうです。  真空管式の無線機に使うにはかなりノイズ対策が必要でしょう。対策できるとは思いますが大変でしょう。

 【180V DC/DCコンバータ回路図
 MC34063Aがよくできているので、回路はかなり簡単です。 出力電流が少ないので、昇圧コイルは親指の先ほどのサイズの既製品で十分間に合います。 電力として数Wが昇圧できれば良いため変換効率は追求していません。 昇圧比が大きいためか、だいたい70%程度のようでした。

 数10Vへの昇圧ならMC34063Aの単独で可能ですが、ここでは180Vへ昇圧します。そのためIC内部のスイッチング・トランジスタでは耐圧が足りません。 外付けで耐圧の高いスイッチング・トランジスタが必要です。 最初の写真で上の方に簡単なヒートシンクとともに見えるのが外付けのPower-MOS FETです。  あまり熱くはなりませんが連続運転するならヒートシンクを付けた方が安心です。

 外付けトランジスタは耐圧の高いNPN型トランジスタでも良いのですが、いまでは耐圧の高いPower-MOS FETが良いでしょう。 入手が容易なうえ丈夫で壊れにくいからです。 少々大げですが、耐圧:500Vで電流容量:10Aの2SK1248を使いました。これは手持ちの都合です。 ドレイン・ソース間耐圧が400V以上で電流容量が5AくらいのMOS-FETで、なるべくON抵抗が低いものが適しています。 代替品として秋月電子通商で売られているTK10A60D(東芝)など良さそうです。(@¥100-)

 昇圧コイルは240μHのインダクタを使いました。 このコイルは変換効率に影響が大きいので良いものを使うべきです。 良いものとは、巻線抵抗が小さく、コアが大きくて磁気飽和しにくいDC/DCコンバータに向いたコイルです。 インダクタンスは220μH〜330μHくらいのものを使います。なるべく巻線の抵抗値が小さいものを使ってください。テスタの抵抗レンジで測定して1Ω以下のものが適当です。2Aくらい流せるものにします。
 以前の話しですが、回路図にインダクタンス値のみ書いておいたら、非常に小さな外観形状のインダクタを使われたお方がありました。 「アンタの言うようにならないぞ」というクレームが来たのです。 回路の動作は考えないでインダクタンス値にのみ着目したのでしょう。 お使いになったインダクタは巻線抵抗が大きくて抵抗器の作用も併せ持っていたのです。 小さく作りたいと言う意図はわかったのですが、小型のインダクタは巻線抵抗が大きいと言うことをご存知なかったんでしょうね。 DC/DCコンバータのコイルに豆粒のようなサイズを使う人はいないとは思いますが、インダクタンスだけでなく巻線抵抗や電流容量にも気を配ってください。

 整流用のダイオードは高速タイプが向いています。 1N4007などの50/60Hz用のダイオードも取りあえず使えます。 しかし整流する周波数が高いので高速整流用ダイオードを使うとロスが減らせます。 ここでは10DF8という手持ちを使いました。 類似のものは秋月電子通商などで安価に手に入ります。(例:PS2010Rなど) 逆耐電圧が400V、電流容量が1Aくらいの高速整流用ダイオードなら何でも良いです。

 Power-MOS FETのゲートとGND間に入っているPNPトランジスタを使った回路は非常に重要です。 Power-MOS FETのゲートとソース間には大きな静電容量が存在します。 そのため、OFFになったらゲートに溜まっている電荷を急速放電しないとスイッチングのロスが発生します。 件の回路はこれを改善するためのもので、OFFになったときゲートに残った電荷を強制的に放電する働きをします。 NPNトランジスタのようなバイポーラ型のパワートランジスタでは無くても良かったのですが、Power-MOS FETを使うなら必須の回路です。 1kΩをゲートとGND間に入れただけでも動作はしますが変換効率が悪くなります。 2SA495Yは2SA1015Yで代替できます。 特殊な部品は使っていないので必ず入れておきます。

 昇圧後の平滑コンデンサ:C4=2.2μFはできればスイッチング電源用が良いです。スイッチング電源は整流周波数が高いことから数10kHzで等価直列抵抗(ESR)が小さいものが適しています。ここでは実験なので一般的なアルミ電解コンデンサで様子を見ました。
 暫く動作させてみた範囲では、発熱など認められないので実験的には支障はないようでした。しかし長時間連続して運転するような機器では、このコンデンサによって機器の寿命が左右されるので専用品が適当です。

 MC34063Aは通販ほか秋葉原でも安価に購入できます。 私はしばらく前に購入したONセミ製を使いました。 2018年10月現在、秋月電子通商でHTC製のセカンドソースが40円で売られています。同じように使えるはずです。 ¥100均グッズに使われているという情報も聞きました。(シガレットライター型の車載用USB電源アダプタらしい?) 分解すると調達できるかもしれません。

# 他に難しそうな部品はないと思います。  簡単に集められるでしょう。

 【負荷テスト
 いくつか負荷抵抗の値を変えて電圧変動を確認しました。 だいたい10mAくらいの容量があれば十分なので最終的には18kΩを負荷にしてテストしてみました。 無負荷状態と比較して1.3Vくらい電圧降下が認められましたが、実際に予定している負荷は写真のようなNIXIE管ですからまったく支障はないでしょう。

 実際の負荷電流は約1.5mA×桁数なので、6桁としても9mAくらいです。10mA以内ですから支障ありませんね。 しかも私は4桁で済ませるつもりですので。(笑) 

 うかつに触ると感電する電圧なのでおっかなびっくり測定しました。 昔は真空管回路など平気でいじったんですが、昨今は高くても50V止まりです。 低圧回路のつもりで無造作に扱うと感電したり火花が散るので神経を使いました。 通電表示にネオン管でも点灯させておく方が良さそうです。 高い電圧に慣れなていないお方は特に気をつけてください。 球のリニヤアンプから見たら180Vなんて低圧電源ですが、触ればちゃんとシビレますので。(笑)

 【180Vが得られる
 調整式にしてキッチリ合わせても良いのですが、用途が放電管用ですから少々の違いは支障ありません。 固定抵抗で作っても良いでしょう。

 ここではR2=3.3kΩ、R3=470kΩで作りました。ほぼ計算通りの電圧です。 MC34063Aの内蔵基準電圧(1.25V)のバラツキもあるので数%の違いは予想されますが、無調整で実用上の支障はありません。

 もし調整式にするなら、R2として2.7kΩと1kΩの可変抵抗器を直列にしておけば良いでしょう。 神経質に180Vに拘る必要はないので固定抵抗で作って出力電圧を確認しておけば十分だと思います。

 【リプル波形
 リップルの波形です。 負荷が軽いと間欠的な動作になるようで、うまく同期が掛からないので綺麗な波形として観測できませんでした。 150〜200μS周期のリプル波形が認められます。

 波高値は0.3Vpp程度ですから、180Vに対するリプル含有率は0.17%くらいになります。 用途に対しては全く支障のないリプル含有率です。 しかし、受信機など通信機用の電源に使うなら一段と綺麗にする必要があるでしょう。 50/60Hzの高調波と違ってずっと高い周波数成分が含まれています。 ノイズの原因になるのでDC/DCコンバータ自体をよくシールドしたうえで、入・出力の部分にLC回路によるノイズフィルタを設けないと実用にならないはずです。

 このままだとこの電源を使った機器の周囲にノイズを撒き散らす可能性もありますが製作する際には幾らか対策を行なおうと思います。  ラジオにノイズが入ったら困ります。

ソ連製のNIXIE管
 負荷に予定しているソ連時代に作られたらしいニキシー管を点灯してみました。  型番は「ИН-12Б」です。 西欧のアルファベット表記では「IN-12B」になるようです。

 このNIXIE管はよほどたくさん作られたらしく、今でもかなり目にします。 容易に手に入るようですが、ぜひともソケット付きで手に入れておくようにしましょう。 ピン数が多いのでソケットの工夫は意外に厄介だと思います。

 180V電源で使い、電流制限抵抗(負荷抵抗)は33kΩでテストしています。 この状態で約1.5mAくらい流れます。 文字欠けなどないので良さそうです。 規格表を見ると最大電流は2mAのようですが、キリル文字の仕様書は良く読めないのでこんな程度にしておこうと思います。 NIXIE管の常識的な使い方ですので大丈夫でしょう。 hi

 デコーダ・ドライバには懐かしのSN74141Nを使うつもりですが、果たして40年モノのICが無事なのかちょっと心配がありますね。ソ連製のセカンドソースも手に入るようです。

                  ☆  ☆

 数年前だったと思うのですが、NIXIE管がブームになったとき纏めて入手されたという球を譲っていただきました。 近頃は貴重品扱いですから、そのまま使わずに保管しておけばいつかお宝に化けるかも知れません。 しかし使いにくいし半導体と違って寿命は短めですからそのうち見向きもされなくなるかも知れません。 このあたりどうなるか先が読めませんね。(笑)

 大切に保管すると言うのも一つの考えかも知れませんが、例によって「電子デバイスは使ってこそ価値がある」と思うので使うための検討から始めることにしました。 AC電源が前提なら、ニキシー管用に高圧巻線のある電源トランスを使うのが一番簡単です。 しかし、大した電流でもないので12Vあたりから昇圧できたら扱い易いかも知れません。 わざわざ特殊なトランスを購入しなくて済みます。 試してみたら簡単に必要な電圧と電流が得られることがわかりました。 なんだか面倒だなあと思っていた昇圧コイルも手持ちの既製品で間に合いそうです。 これなら高圧電源のことで悩まずニキシー管が使えそうですね。 ではまた。 de JA9TTT/1

(実験するお方は、くれぐれも高い電圧に気をつけてください)

(おわり)nm

14 件のコメント:

T.Takahashi JE6LVE/JP3AEL さんのコメント...

加藤さん、こんにちは。

ニキシー管用の高圧DC-DC、検索するとキットや完成品など多数ヒットしますがICを使うと簡単に作れるのですね。
4月に秋葉原へ行ったときにSN74141Nのロシア版を購入してきたので電源はaitendoの高圧DC-DCキットでも買ってみようかと思っていました。

IN-12Bとソケットはamazonでも入手出来るようですね。

最近では5VのUSB電源アダプタがゴロゴロ転がっているので活用出来れば良いのですが、5Vだとちょっと電圧が足りませんね。Hi

TTT/hiro さんのコメント...

JE6LVE / JP3AEL 高橋さん、こんばんは。 京都・奈良へ出かけておりました。 先ほど帰宅したところです。 幸いお天気に恵ま、昨日今日と青空が広がって暑いくらいでした。

早速のコメントありがとうございます。
> キットや完成品など多数ヒットしますがICを使うと簡単に・・・
何も部品を持っていなければキットを買ったほうが手っ取り早いかも知れませんね。 ICやFETの手持ちがあったのと、使えそうなコイルもあったので試してみました。

> SN74141Nのロシア版を購入してきたので・・・
ニキシー管用のデコーダドライバについてもこの先で扱うつもりです。ICもロシア製の方が入手し易いようですね。hi hi

> amazonでも入手出来るようですね。
まとめてたくさん手に入れたお方(お店)が転売し稼いでいるんでしょう。(笑)

> 5VのUSB電源アダプタが・・・活用出来れば良いのですが・・・
少し設計を変えればできると思いますが、昇圧比が大きくなる関係で幾らか変換効率は悪くなるかもしれません。 使えると思いますので実験してみたら面白いでしょう。

高橋さんは、NIXIE管で何を製作されますか?(笑)

T.Takahashi JE6LVE/JP3AEL さんのコメント...

加藤さん、こんばんは。

京都、奈良に来られていたのですね、昨日は良い天気でしたがちょっと暑かったですね。

>使えそうなコイルもあったので試してみました。
以前aitendoで50円で売られたいたトランスなどは使えないのでしょうか?
aitendoのキットを見ると似たようなトランスが使われていたので。Hi

>NIXIE管で何を製作されますか?
ロシア製のIN-17の手持ちがありますのでありきたりですがやっぱり時計かなあなどと思っています。
arduinoと組み合わせてntpで同期させようなどと思いつつすでに数年経過しています(爆

JG6DFK さんのコメント...

こんばんは。ご旅行だったようで何よりです。この気候もあと数日のようですが、当地も日中はまだまだ暑いくらいでした。

ニキシー管ですか。PLL ICとは違って「元ラジオ少年」が大喜びしそうなデバイスですね(笑)。私のところにも知人からQSYされてきたNECのLD955Aが転がっています。ずいぶん前の話ですが、ひと山いくらで売られていたものです。一時期、周波数カウンターに使おうかと思いましたが、今なお実現には至りません。

電卓用とおぼしきLD8142とか、蛍光表示管も転がっていますが、ニキシー管ほど人気はないかもしれませんね。アノード電圧はずっと低くて済むのですが。

ご紹介のMC34063Aは私もたまに使いますが、YAHAというハイブリッドヘッドフォンアンプのB電源用DC-DCコンバータ(DC3V→DC20V)としても重宝がられるようです。フライバック型の宿命でしょうが、特にアナログ回路では入出力のノイズ対策をしっかりやらないとえらいことに。やったつもりでもえらいことになりますが(笑)。

それが嫌だったので、直近では約60Hzで発振するサイン波発振器の出力をカーステ用の30W級BTLアンプICで増幅し、逆さ使いの電源トランスで昇圧するという恐ろしい代物を試作しました。オーディオマニア諸兄が大喜びしそうなピュア電源のミニ版ですが、発振器のTHDが0.5%以上あるのでHi-Fiじゃありません(爆)。

入力電圧を少し下げ、倍電圧整流して約200VのDCを取り出しましたが、6BA6-6AQ5シングルくらいなら楽勝でいけました。6BM8プッシュプルのステレオくらいまでならどうにかいけたりして(笑)。「疑似電源ハム」も楽しめます(爆)。

正負電源が必要な石アンプにこんなものを内蔵するわけにもいかないので、こちらにはMOS-FET 2石のプッシュプル型DC-DCコンバータを載せました。スイッチング周波数は240kHzくらいで、不要輻射は気になりますが、フライバック型よりはかなりマシなようです。

-・・・-

コールサインの付与情報を見てきましたが、今のコールサインを流したら、すぐ他の人に持っていかれそうな感じ。6エリアの回転がなぜそんなに速いのか不思議ですけど。あ、独り言です。

JK1LSE/本田 さんのコメント...

こんばんは。
先週の台風はいかがだったでしょうか。私のところでは、アンテナの向きがずれるぐらいで、大したことはないと思っていましたが、昨日メンテナンスのため、よく見てみるとステーの金具が曲がっていたり、今までになく大きな影響を受けていました。ここ30年ほどで一番すごい強風ですね。幸い簡単な補修で元に戻すことができました。

前回までのPLLの記事、今回のインバータと、本当に幅広い内容に、只々感心しています。今回のテーマのICは、私が30年近く前に仕事で使ったことのある石なので、大変興味深く拝見しました。当時はシャープ製のセカンドソースのIR3M03Aと言うのを使用していました。懐かしいです。いまだに現役のようで、トラ技の記事やウェブの記事などで、時々見受けられます。便利な石です。その時は、入力が28Vから10Vぐらいまで変化する環境から安定化した5V300mA程度を取り出すダウンコンバーターでした。安価であることを求められていたので、この石は目的にぴったりでした。

記事の中でも指摘があるように、軽負荷時に発振が不安定に見えることが課題の一つでした。元々、SW電源は入力電圧の変動には強いが、出力電流の変化には弱い特徴があります。安直にはブリーダ抵抗で電流を消費させるのが簡単な対策方法です。これでは、余り能がないので、出力電流によりインダクタンスが変化する、スインキング・チョーク・コイルを使用したりします。最もこの方法は、コイルの構造が複雑になるので大出力の時に使用されることがあります。

この発振しているような事象は、出力電流がスイッチON時の時間とチョークコイルのインダクタンスで決まる時定数を下回ると、連続モードを維持できなくなり、間欠モード(非連続)に移行するために、この事象が生じます。このICの出力トランジスターがあまり高速ではなく、最低のON時間が比較的長いため、OFF時間を伸ばすことで必要なデューティ比を稼ごうとします。結果的に発振周波数が下がります。この事象自体は問題ありませんが、発振周波数が可聴音になり、電流負荷の変化により周波数が変化することで耳障りな音になることが気になります。また、周波数が低くなりことで、フィルターの効きが悪くなるので、リップル電圧も増加します。それ以外はさほど害はありません。

先ほどの事象は、出力連流の多いところでは連続モード、少ないところは非連続モードで、この分界点を臨界点と呼ばれます。
原理上、出力電圧は、入力電圧と出力電圧の比によりスイッチングのON/OFF比が一義的に決まります。また、臨界点は入力電圧に比例して、チョークコイルのインダクタンスに反比例します。従って、コイルのインダクタンスを大きくすれば、臨界点を下げることができます。出力電流が大きい場合は、物理的な制約から、無闇にインダクタンスを大きくすることができないので、自ずとバランスの取れたところが決まります。

発振周波数が固定のICの場合は、ON期間が間引きされて、間欠モードになります。この場合でも、発振が不連続になり、場合によっては可聴音になるので不連続モードは嫌われます。この当たりが、スイッチング電源の厄介なところです。
(長文、大変失礼しました。ちょっと、記述に怪しいところがあるかも知れません)

TTT/hiro さんのコメント...

JE6LVE / JP3AEL 高橋さん、おはようございます。 昨晩は早々に寝てしまいました。(笑)

再度のコメントありがとうございます。
> 昨日は良い天気でしたがちょっと暑かったですね。
日中は日向に出ると暑かったですねえ! 日陰ならまずまず快適でした。 盆地だからでしょうか、奈良は夜はけっこう冷えましたね。

> 以前aitendoで50円で売られたいたトランスなどは・・・・
使えそうですが、インダクタンスがだいぶ大きいので巻き解く必要がありそうです。 同じようなコアとボビンに自分で巻いて作ることも可能ですがそれが面倒臭いんです。(爆)

> arduinoと組み合わせてntpで同期させようなどと・・・
面白い試みだと思います。 NTP同期なら停電しても問題ないでしょうね。 NIXIE管式というとレトロな雰囲気ですが、中身は近代的という時計は面白いです。 活用されますこと、期待しています。

TTT/hiro さんのコメント...

JG6DFK/1 児玉さん、おはようございます。 京都・奈良も今日からは下り坂だそうで良いタイミングだったようです。 雨の京都も風情がありそうですが、やはり旅行は晴天が好ましいですからね。hi hi

いつもコメントありがとうございます。
> 「元ラジオ少年」が大喜びしそうなデバイスですね(笑)。
NIXIE管そのものはガラス管なので喜ばれそうですが、使うためにはデジタル回路ですから知らないと近づき難いかも知れませんね。 キットもあるので費用を気にしなければ作れますけれど・・。

> 蛍光表示管も転がっていますが・・・
蛍光表示管はセグメント表示なのでレトロ感が薄れるのかも知れませんね。 ミドリが綺麗なので人気はありそうですが、今はミドリのLEDも綺麗ですので・・・。 高圧が低くて済むのは良いんですが、フィラメント用の電源が面倒です。(笑)

> アナログ回路では入出力のノイズ対策をしっかりやらないと・・・
スイッチング電源をアナログに使うのは別の技術が必要になりますね。 昇圧すると有利とわかっていてもなるべく使いたくない技術です。

> カーステ用の30W級BTLアンプICで増幅し・・・・
効率重視だと正弦波のインバータ電源は旨くないですが、AB級アンプのように出力パワーに比例するような負荷なら案外気にならないかも知れませんね。

何れにしてもオーディオ回路にSW電源を採用するには苦労が多いと思います。

> すぐ他の人に持っていかれそうな感じ。
たしか、コールサインを流しても一定期間は再配分しないことになっていたと思います。 同じコールサインが欲しいのでしたらなるべく早く申請したほうが良いと思います。 費用が掛かるので流さないで継続した方がベストですよ。 HAMなんか一生やめるつもりなら別ですけれど。hi hi

JA9MCH_tanutanu さんのコメント...

加藤先輩 殿

おはようございます。昇圧DC-DCコンバータの実験ですね。参考になります。実は、Aitendoの真空管電源キットというのを買ってしまいました。5球スーパーをコンバータで作れないかなぁ。また、ネットでtentecという方が昇圧コンバータでミニ真空管アンプを作られているのを拝見して、影響されました。Aitendoの真空管電源キット、tenntec氏が紹介していた、24V昇圧コンバータの250V出力への改造、およびBanggoodで買った中国製のトランス式昇圧コンバータを使ってみました。セメント抵抗で負荷を作成して、それぞれどこまで容量があるか調べてみました。

Aitendoの真空管電源は、インダクタの容量が小さく、10mA程度で焼損、当たり前ですね。流す前に気付くべき。回路を構成しているIC、MOSFETは、耐圧、容量とも定格範囲内なので、大洋誘電製のインダクタに交換して、実験継続、200Vで40mA、電圧低下10Vくらいで、実用範囲はここまで。24V昇圧コンバータ改造は、200V70mA程度まで、それ以上電流を取ろうと負荷を追加したら、破損。もともと、12Vを24Vに昇圧出力のため、200V出力への改造は、絶縁というか基盤設計上に無理があったのかもしれません。最後のBanggoodで購入した黄色い昇圧トランスを搭載した基盤は、もっとも高性能で、200V100mAを達成しました。変圧器の温度が高くなっており、限界かな。この基盤なら、ノイズの問題を除けば、小型の真空管アンプ、5球スーパーは構成可能と思います。特に、小型アンプの場合、ヒーターを12Vに結線し、昇圧コンバータでB電圧を供給すれば、ACアダプタだけで、電源供給でき、一風変わったアンプができます。12BH7なんか良いのではと思います。

ちょうど修理中のトリオのトランスレス5球スーパーがあり、整流管出力で切り離し、昇圧コンバータでB電源を供給してみました。Aitendo真空管電源は、69mAの消費電流に対して容量が足りなくて、多分保護回路が働き、85Vに電圧低下し、うまく動作しませんでした。黄色いトランスの中国製コンバータは、余裕で供給可能で、平滑回路もあるためか、また中波がノイズに対して低い周波数なのか、ノイズも問題になりません。ハムもなくなかなか快適でした。これで実験終了で、ラジオは、電源ハムが問題なので、電圧の余裕分を考慮した平滑回路を追加して、ハム音に低減ができました。

長々と申し訳ありませんでした。小型真空管アンプとか真空管アンプのバイアス電源の供給とかに昇圧式コンバータは、適用できると思います。電圧調整も容易まので非常に便利です。今度、教えていただいた回路で、ヒーター回路を整流して、75V位のバイアスを作ってみようと考えてます。

JA9MCH WADA

TTT/hiro さんのコメント...

JK1LSE 本田さん、おはようございます。 台風25号は影響ありませんでしたが、24号の風は強烈でした。 滅多にないほどの強風でした。 アンテナに大きな被害はなかったようでよかったですね。

いつもコメントありがとうございます。
> 私が30年近く前に仕事で使ったことのある石なので・・・・
そんなに前からありましたか。ICそのものが既にレトロな存在ですね。hi hi 使いやすいICなので今でも現役というのがすごいです。(笑)

> 軽負荷時に発振が不安定に見えることが課題の一つでした。
詳しく書いていただいたように、このMC34063Aはそのような動作が特徴だそうで、防ぐ手立ては書物などにも書かれていませんね。 発振が可聴域でなければ気になりませんが、聞こえるとスイッチング電源の音って耳障りですからね。hi hi

> スインキング・チョーク・コイルを使用したり・・・
変動負荷ではそのような工夫も必要なんですね。 ここでは定負荷に近い状態で使うことになるため簡単なコイルでも大丈夫だと思ってます。

> 連続モードを維持できなくなり、間欠モード(非連続)に移行する・・・
そう言う原因で不連続な・・・と言うか、間欠モードに移行するのですね。 動作そのものは支障はないようですのであとは耳に聞こえなければ良しとしましょう。(笑)

> コイルのインダクタンスを大きくすれば、臨界点を下げることが・・・
お書きのように、インダクタンスの大きなコイルを使うと傾向がかなり変わりました。 インダクタンスが大きなコイルは大型化するか、DC抵抗が大きくなって効率が低下すると言った問題もあるのでなかなか難しいですね。 周波数をあげるとコイルが小さくなって有利ですが、今度はスイッチングデバイスの遅れが気になります。こんな低級な回路にGaN-FETとか使うわけにも行きませんし。(爆)

> この当たりが、スイッチング電源の厄介なところです。
お仕事ですと、安易に妥協した設計という訳にも行きません。本田さんがご苦労されたご様子がわかります。

またアイボールの際にでもSW電源のノウハウなど教えてくださいね。 たいへん詳しいコメントどうもありがとうございました。

TTT/hiro さんのコメント...

JA9MCH 和田さん、こんにちは。 だんだん曇り空になって来ました。 まだ雨は大丈夫そうです。

いつもコメントありがとうございます。
> Aitendoの真空管電源キットというのを・・・・
aitendoのKitショップの方で見たことはあったんですがあまり気に留めませんでした。(笑) いろいろ実験されているんですね。 昇圧電源でタマの回路は面白いですね。

> それ以上電流を取ろうと負荷を追加したら、破損。
スイッチング電源の実験は燃えたり石がハネる事故があるのでどうも苦手です。(爆) 実験した物はデバイスに余裕があるうえ、保護も掛かるので過負荷でも事故になりませんでした。ただし負荷電流はあまり取れないので5球スーパは無理そうですね。hi hi

> 12BH7なんか良いのではと思います。
コンパクトアンプが作れそうですね。 ミニパワーでも球のアンプは楽しいものです。

> 真空管アンプのバイアス電源の供給とかに昇圧式コンバータは・・・
Power-MOSを使ったりしていますから、ちょっと大げさかも知れませんが負荷電流が小さな負バイアス用には良いかも知れません。 発熱も僅かですからコンパクトに組み立てても大丈夫そうですよ。

和田さんのコメントで、真空管を使ったハイパワーなカーオーディオの話しを思い出してしまいました。 KT-88のPPだったか、数十W出力のステレオパワーアンプを車に載せている人がいて驚きました。 一次側の電流がどれくらい流れるのやら・・・。(笑)

JR1QJO/矢部 さんのコメント...

加藤さん、
また懐かしのニキシー管昇圧電源話題で手持ちのロシア管の活躍の道が開いた気がします。
表示器とのしての性能はともかく。前回の東京オリンピックのスーパーインポーズされた
タイム表示など数字が前後する様は愛着があります、ロシア製ニキシーは3と5が単に逆
になっているというスラブ合理主義がありますが、まあこれは愛嬌ですね。
回路図を拝見してパワーMOS FETの前置のPNP TRの役割の説明を見て納得です。
ロシア製SN74141はキリル文字堪能な某OMから入手しました。レトロな表示器にする
つもりです。
30年前のアニメですが「オネアミスの翼、王立宇宙軍」でニクシー管が良く描写されて
います。宇宙船打ち上げ管制機器の表示器に描かれています。ペンレコーダーも描かれて
います。昭和30年代のハイテック機器ですね。アニメなのに数字が前後に動く様が描写
されています。「シンゴジラ」を監督した庵野秀明が同アニメのチームに参加しています。
技術に素人でも観察眼は確かですね。

TTT/hiro さんのコメント...

JR1QJO 矢部さん、こんばんは。 小雨の北関東です。 だいぶ涼しいですね。

いつもコメントありがとうございます。
> 手持ちのロシア管の活躍の道が開いた気がします。
矢部さんもお持ちだったのですね。 やはりNIXIE管って使ってみたくなります。 前後する文字が(デジタルなのに)何となくアナログっぽく感じて楽しいです。(笑)

> スラブ合理主義がありますが、まあこれは愛嬌ですね。
このネタは後で触れるつもりだったのですが、先に登場してしまいましたね。点灯させてみてビックリしましたよ。hi hi

> パワーMOS FETの前置のPNP TRの役割の説明を見て納得です。
一応、ここは回路屋Blogなのでそのくらいの解説はさせてください。(爆)

> アニメなのに数字が前後に動く様が描写されています。
矢部さんの観察も鋭いです! 昔のアニメにはその頃の最先端が描かれていた筈ですが、いま見ると懐かしいアイテムがいっぱいです。 現実の世界はアニメ以上に進歩したってことなんでしょう。 今じゃSTARTREKの世界だった携帯式の通話器を超えている情報端末装置を誰もが持っているんですからね。(笑)

JG6DFK さんのコメント...

こんにちは。

アニメで思い出したのですが、最近でも「プラスティック・メモリーズ」という作品の広告でニキシー管とおぼしき描写がありました。それに気づく側もどうかと思いますが、あれを制作していた人たちも結構なお歳なんだろうなぁ、と思ったり(笑)。

もっとも、真空管を「新しいデバイス」のように感じている若い人たちもいるようですから断定はできません。

先に書いたLD-955Aは20本QSYされてきましたが、これだけあったら一生ものでしょうね。この先、出番はそんなにないだろうと思います。

今さらですが、MOS-FETの前にPNPトランジスタを入れるという配慮には納得しました。また、ベース-エミッタ間の逆耐圧保護ダイオードがしっかり入っているあたりはさすが本職、とも思いました。そこに無頓着なアマチュアは意外に多いのではないかと思います。

GaNトラといえば、当初はRF用だけで高嶺の花、という印象でしたが、最近では一般スイッチング用も出回るようになり、価格はだいぶ下がってきたように思います。とはいえ、1個1000円以上ではまだまた高いでしょうか(笑)。その前に、この手のデバイスには足が生えていないので、アマチュアは実装に苦労しそうです。

これをデジタルオーディオアンプの出力段に採用しているメーカーもあるようで、いくらなんでもオーバースペックだろう、と思っていたのですが、同クラスのMOS-FETに比べて入力容量が格段に小さいという特徴を見て納得しました。

もっとも、こういうデバイスを採用した製品は結構なお値段で、当面(一生!?)手にすることはないかもしれません(笑)。

TTT/hiro さんのコメント...

JG6DFK/1 児玉さん、こんにちは。 北関東はまあまあのお天気でした。 ちょっと軽井沢まで出かけたのですが、紅葉はまだこれからのようでした。

再度のコメントありがとうございます。
> 「プラスティック・メモリーズ」という作品の広告で・・・・
第1話を試聴してきました。 ニキシー管っぽい広告というのは発見でしませんでしたが面白いストーリーですね。続きが見たくなりましたよ。(笑)

> 真空管を「新しいデバイス」のように感じている若い人たち・・・
ニキシー管が懐かしいのは40代半ば以上ではないでしょうか? メジャーな用途で最後まで残った記憶があるのは国鉄の乗車券売機だったと思うのですが、たぶん1980年代の初めころでしょう。 そのころ切符を買ってなければ実用品にはお目にかかっていないと思います。ちなみに民鉄はもっと早く7セグLED化しました。 ニキシーも何か非常にマイナーな装置には残ったかも知れませんけれど・・・。
20代とか30代のお方にはむしろ「新鮮な表示デバイス」なのかもしれませんね。(笑)

> ベース-エミッタ間の逆耐圧保護ダイオードが・・・
あっ、このダイオードないとうまく動作しませんので・・・。(笑) PNP-Trを入れて強制放電させるって言うのはかなりポピュラーな使い方です。

> その前に、この手のデバイスには足が生えていないので・・・・
おなじ面実装でも難しい方の実装方法ですね。 手ハンダではうまく行きませんので、オーブンで加熱すると言った方法でしょうか? 見えない部分になるので確実なハンダ付けの担保が難しそうです。

> 入力容量が格段に小さいという特徴を見て納得しました。
RF回路にも適性があると思うので前から注目しているのですが手付けできないので購入できても試せません。 それと、スイッチング用途なら良いのかもしれませんが、いわゆる普通のアンプの用途では放熱が難しそうに思います。 アルミ基板にでも実装するのでしょうかね。hi hi

> 当面(一生!?)手にすることはないかもしれません(笑)。
半導体は量産と応用の技術が確立するとアッと言う間に価格下落しますね。 そうなるのを期待したいと思いますが、スイッチング式のアンプならあまり興味は湧かないです。hi hi

高いお金を出すなら、優良な出力トランスに注ぎ込んで中華300BでもA級アンプで使った方が気持ち良い音がしそうです。(爆)