JA1WBYのアンプ製作記-43 
「DC/DC電源の6922pp-アンプ Ver1」
(実用になるか?、DC/DC電源の実験記)  完成しました、充分に実用になります。


2011/06/20 1st Ver1製作構想開始
2011/07/10 HP-UP
2011/08/22 完成
2014/01/10 改造記を追加(TRのエミッタドライブ方式に)
1)まずは(概要)を・・・・!
 3.11震災からモチベーションが上がらないでおりますがこの辺で気分転換に「手作りアンプ冬の大会のテーマである「電池(BATT)動作のアンプ」にチャレンジすることにいたしました。 最近は三土会にもご無沙汰で今回もたぶん?紙上参加で終わると思うわけだが・・・・・・・・?。
これは趣味の製作記録です。応用には自己責任でお願いします。



1)2011/6/20: まづは「B電源の検討から始めます」。
当然DC/DC回路方式になるとは思うがいくつかの方法が考えられる・・・?
a)市販のDC/AC基板を利用する方式等
b)自分でALL自作する、チョッパ方式
c)自分でALL自作する、トランス方式

2)2011/6/24:  まづはALL自作の回路で行きたいが未だ部品がない の
で市販のDC/AC基板を利用する方式で下調べを行うことに。
まづはこれから、市販の「DC/AC100V 20W品」を、どんな電圧になるのだろう。

(一次電流(12V)=負荷・二次電圧・電流(ブリッジ整流))
0.1A=解放:95V/0mA
0.3A=4K:92.7V/23mA
0.4A=3K:92.2V/30mA
0.5A=2K:92.2V/45mA
0.9A=1K:88.2V/80mA
電流は充分だがノイズ対策が大変そう・・・・


3)2011/6/28:  つづいて。
こちらは、「DC/AC110V 75W品」を、どんな電圧に。

一次電流(12V)=負荷・二次電圧・電流(ブリッジ整流)
0.2A=解放:136.9V/0mA
0.5A=4K:128.1V/32mA
0.7A=3K:127.0V/42mA
0.9A=2K:126.0V/62mA
FBがきいていて電圧変動は少ないのでまづは第一候補かな?。
電流は充分だがこちらもノイズ対策が大変そう・・・・



4)2011/7/5: 自作の「DC-DC 5V(6V) To 100V版」の電源基板を組み立てる。
どうやら手持ち部品で急遽作ったわりには綺麗な基板ができたわい?・・・・・

どうにもコイル数が巻けなかったので倍電圧整流とした。
ん〜+B100Vは出た、-C電源は約6V、容量的にどうなるやら、
また、ノイズの方も心配だが・・・・。(6VのBATT用)
(これの12V版作ることになるのかな〜・・・?。ま〜材料も無いが・・・・)
ケースは自作で110x80x65mm。(LeadのP203(100x80x50mm)に入る大きさの予定)
一次電流(5V)=負荷・二次電圧・電流(倍電圧整流)
0.4A=解放:180V/0mA(PT内100K負荷)
0.8A=4K:107V/27mA(+100K負荷)
1.2A=3K:105V/35mA(+100K負荷)
1.5A=2K:102V/51mA(+100K負荷)
-C電源は約6V
ん〜負荷変動の差はかなり大きい、このまま使えるだろうか?。
なんらかのフィードバック回路が必要だろうね。



5)2011/7/10: 自作の「DC-DC 12V To 100V版」の電源基板を組み立てる。
どうやら小型にできたがどうなのだろう?・・・・・

どうにもコイル(L)が適当なものが無い・・・・・。
こちらも+B100Vは確保できたが電圧変動が、-C電源は電圧変換ICの出番に。
基板は自作で90x65x30hmm。(LeadのP203(100x80x50mm)に入る大きさの予定)
一次電流(12V)=負荷・二次電圧・電流
0.4A=解放:243V/0mA(PT内51K負荷)
0.5A=4K:124V/31mA(+51K負荷)
0.5A=3K:114V/38mA(+51K負荷)
0.5A=2K:97V/48mA(+51K負荷)
-C電源は約12V
PT基板内に+30Vの減圧回路も作成しておいたが、部品はまだ・・・
この基板は省電力を狙っていますがいかがなりますか?
ん〜負荷変動の差はかなり大きい、このまま使えるだろうか?。
こちらもなんらかのフィードバック回路が必要だろうね。


6)2011/7/14: ここいらで取りあえづAC100V版の回路の原案を。
勿論未製作です。6F6のアンプ時に余分に作ったSUBPTを使用致します。
(未保障です、まだ作らないように。)



7)2011/7/19: 取りあえづAC100V版のPWR回路の製作。
TEST用の「シャシー」と「FIL回路」の製作です。
今回はブリッジ整流の予定です。



8)2011/7/21: AC100V版のTest開始。
TEST用の「シャシー」に組み込み完成。テストができるようになりました。
無事に音出し、細かいところはあとで?。

周波数特性もそれなりに採れています。(IN-20db)。このトランスなりにまづまづかな。
ん〜NFB無しでGain20dbもうちょっと欲しい気もするが?。




9)2011/7/23: 自作の「DC-DC 12V To 120V版」の電源基板を組み立てる。(Ver3)
前回のはフイードバックが無いので使い物にならなかった。で再製作しました・・・・・。
基板は自作で87x65x30h mm。(LeadのP203(100x80x50mm)に入る大きさの予定)
放熱はケースの利用を考えていますので写真の物は仮付けです。

一次電流(12V)=負荷・二次電圧・電流
0.2A=解放:128V/0mA(PT内100K負荷)
0.5A=4K:124V/31mA
0.6A=3K:123V/41mA
0.8A=2K:121V/60mA
-C電源は約10V
PT基板内に+30Vの減圧回路も作成しておいたが、AMP基板にも・・・
この基板で使いものになりそうな気がしてきました?。


10)2011/7/23: 自作の「DC-DC 12V To 110V(トランス)版」の電源基板を組み立てる。(Ver3)
こちらも前回のはフイードバックが無いので使い物にならなかった。で再製作しました・・・・・。
基板は自作で90x75x30h mm。(LeadのP203(100x80x50mm)に入る大きさの予定)
放熱はケースの利用を考えていますので写真の物は仮付けです。
手持ち部品の活用なので最適化には程遠いな〜・・・・。

一次電流(12V)=負荷・二次電圧・電流
0.1A=解放:121V/0mA(PT内100K負荷)
0.5A=4K:120V/30mA
0.6A=3K:120V/40mA
1.0A=2K:120V/60mA
-C電源は約-7V
この基板でも使いものになりそうな気がしてきました?。
が最適化されていないのでFETの発熱が大きい。+Bを100V位なら常用使用可能かも。ま〜放熱器次第とも言えるが・・・・・・・


11)2011/7/25: 「DC-DC 12V To 120V版」の火入れ。(Test版)
これで電源投入の準備が整いました。
ヒータは直列にする為に1本追加。

で、無事に火入れ式が終わりました。やったー・・・・・・・と、一息・・・・・。
ん〜、静かだノイズも聞こえないみたいだ、よしよし・・・・・・と。
あとはケースINについてはゆっくりとしばらく考えてみよう・・・・。


12)2011/7/26: 「DC-DC 12V To 120V版」の再々製作
ケースINについてはゆっくりとしばらく考えてみようといったが?・・・・。
互換性を考えて本番用にも試せる基板をとTRS付きの基板を小型化すべく再製作いたしました。 (基板の大きさは87x65x30h mm。)
これで、8項の基板と大体同じ大きさになりました。これで本番用にはどちらでも搭載できるようになります。
だが残念なことにTRSの材料不足なのでTRSは載せ替えに。 こういうもの(材料)を通販で揃えるのは難しいね。ん〜やっぱり現物を見ないとね〜・・・・・NETに頼りきれない爺がいる・・・・・。

で、明日からしばらくは、頭の休養といたしますか?・・・・・。


13)2011/7/28: 「シャーシー構想」
ケースについてはゆっくりと考えてみることにして?・・・・。
でも、部品実装してみたくなった・・・・じゃ〜取りあえづ単板で。

余っていたケースの裏板を利用したらこんな感じになりました。
これなら電源部のPT基板もシャーシ内に入ってしまうな〜・・・・・・ん〜ま、いいっか。
(TOPとのバランスもあるし・・・)


ヘッドアンプも整理したので備忘録に。
Q1,Q2,Q1B,Q2B=2SK170BLに変更。Q3,Q3B=2SK30A (2011-0821追記)


そしてPWRユニットもケースINに。シャシー名称も解かるようような写真に。
本当は「MB-2」が大きさ的及び配置バランス的に一番いいのだが構造的に合わない、
今回採用のLAEDのPシリーズの構造が最適なのです。(塗装もいいしね)
リードさんが「P-4」の高さ50mmの物を作ってくれれば一番いいのだが・・・・・。
もちろん今回はこの底板は使いません、Hi。

(ほんとうは「MB-31」に合わせてPT基板を再製作すれば春日のトランス「KA8-54」と高さも揃うのでルックス的 には最高なのだ(私的に)・・・?黒に塗装してね。暇人なのだろう、ん〜再製作しろーと影の声・・・・・・

14)2011/7/29: 「シャーシー構想」
DIY店で400円なりの木を買って切って仮のケースに仕上げました。・・・・?。
無事にに火入れも完了。
電圧を少しおさえてエージング〜・・・・・4時間・・・・・DC-DC/Convは人肌程度までの発熱も無い、 今日は少し涼しいかなシャシーと同じだ。発熱の心配も大丈夫そうだだ・・・・?。

出来立てのアンプの監視を兼ねてバックグランドにしながらパソコンに向かって 一仕事・・・・・・あの例の影の声の・・・・真四角の基板が出来上がった。

ん〜・・・部品が・・・・・


15)2011/7/30: 「真四角の基板が完成(グリーンレジスト済)」
昨日の基板が完成しました。
まだ基板の部品配置には改善の余地はあるが・・・・ここらで妥協。
(勿論無保障です。応用は自己責任です。)
再製作で再現性も確立しましたので少しデータの整理を。(備忘録に)
IC1個がまだ欠品中・・・・・使い廻せばいいので・笑いHi・・・。
Q1はリードが逆になりますが「2N7000」も使用できます。
電源に入っている抵抗1Ω(F)はヒューズ代わりの抵抗です。(1/4W)
今回公表のデータは私が使用したい110Vで採ってみました。


もう一台はこちらのトランス使用の物。そして使用のトランスの壺型コア。
線材は半田がそのまま出来る「UEW線」が便利です。
2次巻線はもうちょっと細くても良いと思ったのだが手持ちが無かったもので、
高圧側は0.32mm線では130回位が巻きやすいところである。
そして一次卷線は0.65か0.8mmを使いたいところだ。材料が入手できれば巻き直してみたいところだ?。 それまではそろ〜と控え目で。
C電源?は約-10V/1KΩです。


こう製作して見ると今回はDC-DCコンバータの試作で大変に勉強になりました。
勿論、使うのは変換効率(大ざっぱの計算だが)の高いTRS使用のものになりますね。
そう、降圧タイプでは専用ICが沢山あるのだが、ブート方式も30V位なら専用ICも沢山有ります。 ブート方式で120Vもの高圧+B電源を作るのは野蛮?かな・・・・と。(自己責任で)
あとは入れ物をどうするか?にかかっています。


16)2011/8/01:更にエージング & 測定
二日かけて延べ10数時間の試聴をいたしましたがPWR’UTの温度上昇はまったく問題有りませんでした。 この仮の箱?でひとまず完成で〜す。良しよし・・・・・と。ひとまづ安堵。
PWRは「MB-31」のケースへこの基板でひとまづ記念写真を。


17)簡単に F 特性なども。まだ、固定ではありません。
いつもの様にまづまづの特性です。




18)回路図、(実測値入り)12V電源部分は未確定でありますが・・・・。
一番の心配でした残留雑音ですがいつもの「OUT-PUTトランス使用」で測定してみますと1.6mV でちょっと高いのでCH1(1.3H 100mA)を追加すると0.072mVになりました、上々の出来です。
これで今回のDC-DCコンバータ使用のアンプについては基本的に充分に実用になることが確認 できました。バンザーイ・・・・・・。

ケースについてはこれで完成。でもいいわけだが・・・・・もう〜ちょっと考えてみよう・・・・・・?。


19)2011/8/10:電圧計について・・・
いろいろと思案している中で電圧計も欲しいな〜、でアナログメータでは多種の電圧Chekには使いづらいし、 と言うことでチョットWEBで探したら丁度いいものが見つかりました。
(「XKPのホームページ」参照 PIC-IC&基板付で購入も可能)
で、さっそく試作してみました。なかなかいい、これは使えるかな〜・・・・?。


秋月のLEDパネルメータとの比較写真。比べて見ると小さいね。4桁は要らないしね。


20)2011/8/17シャーシ決まる・・・
いろいろと思案していたが最終的なシャーシの部品配置が決まりました、 いつものの様に可愛い〜い小型のものにいたしました。(P-12)
で、あとはさっさと組み立てたいところだが、一応布線図でも書いてからにしましょう?。




21)2011/8/19 配線始まる・・・・・
思案していたシャーシも部品配置が決まれば後は早いものだ、 暑さも和らいだ今日から一気にと行きたいところだ。




22)2011/8/21 簡単に終わる・・・・ 配線が
試作機ですでに布線トレーニング?は出来ているので今回は簡単に終わった(ま〜回路が簡単と言うこともあるが)。
今回は簡単な回路構成なのでシャーシ上のルックスが寂しいので「LEDの電圧モニター」も追加致しました。 特に今回のアンプはDC-DCで+B電源を作製しているので電圧調整も簡単に出来ます。 また、SBDのダイオードの挿入方法も逆接でフューズが切れるのがいいのかとか検討いたしましたが より安全な(0.6VのLossはでるが)この方法に落ち着きました。 PIC16F819を使用したDC電圧計もまづまづの出来上がりです。入力抵抗は手持ちの抵抗から出来る限り高くいたしました 、これで+B電源の測定誤差も許容範囲内になりました。電流も量りたいところだが複雑になるのでやめました。
「LEDの電圧モニター」の完成写真(PIC16F819使用の0〜25V仕様)



1)アンプの完成写真(フロント&リア)
これだけであれば見慣れた普通のアンプの外観ですが?。
伏型の電源トランスが無い?、ACコードが無い?。ん〜・・・・・



2)アンプの内部写真。と 今回使用の120V DC電源PT基板


3)DC電源(12V BATT)での動作写真。(12V 0.8A)
1)(モニター電圧計測の一例)
2)もちろん12V 1Aの秋月の電源ADPでも動作いたします。(推奨は12V 2A)
3)まだ、試してはないがB電源を少し落として0.6A位にすれば「エネループ」でも鳴らせるかも?。


23)2011/8/21 回路図のUP。
 一応完成致しましたので図面をUPしておきます。
やはりGainをもう少し上げたかったので初段を2SK170BLに変更いたしました。
これ位Gainがあるとi-Pod等のプレーヤから直接ドライブできます。


24)主な規格 取得データ
1)入力インピーダンス:約50KΩ
2)入出力特性:(別図を参照)
3)全高調波歪率(L/R)
 0.1W出力時 歪 1.0%/0.8%
 0.5W出力時 歪 7.0%/8.0%
 0.7W出力時 歪 20%/20%
4)DF:約2.0
5)定格出力:約0.5W rms x2
6)残留雑音:0.08mV/0.08mV
7)周波数特性(別図を参照)
8)消費電力:DC12V 0.8A〜
9)寸法:250mm(W)x140mm(H)x150mm(D) (突起物は除く)
10)重量:---Kg+(800g側板)の予定

11)シャシー「LEAD P-12(250x60x150mm)」、「TAKACHI MB-31(80x55x80mm)」


25)2011/8/22 無事に完成。
まだ、側板等の取り付けはまだ残っていますが取りあえづ完成です。 ゆっくりと進めてきたこのプロジェクトも無事に完成することができました。
 特にDC/DCコンバータのコアは手持ち品があったので助かりました、PQタイプのコアはカタログには見つける ことができましたが入手はできません。今はこの種のコアの入手先は大手通販しか無いような気がします。 でも、DC/DC基板も余分に出来ましたので実験用に低圧の+B電源として活用できそうです。
 で、出来た「音」の方はとても「ミニ ワッター」とは思えない鳴りっぷりです、やはり小さくてもPPの片鱗 を感じます。そして、AC電源とDC/DC電源の差異は感じることが出来ません。 むしろ、AC電源に勝るかも知れません。Hi〜と、自己満足です。
今後はソブテックの6922を入手して試してみたいと思います。チョット「でぶ」の容姿が好きなのです。 また、今回の回路ではDCバランス優先なのでACバランスがちょっと悪いのが0.1W時の歪率 に現れていると思いますがTUBEが変われば又、特性も変わるので深追いは辞めておきます。 そうです「ソブテックの6922を入手」したらまた調整して見たいと思います。


26)2011/8/23 馬鹿なことをやって診ました、Hi。
 ここ長いこと使われなかった充電地がごろごろありましたのでついつい、バカな実験をやってしまいました。 もちろん、実用性ゼロです。で10分も聞けませんでした・・・・・・?。
でも充電地の方はLED点灯に活用できそうです。Hi・・・。


実用性があるのは下の写真。
「ソーラーパネル& BATT」との組み合わせでしょうかね?。
BATTを20AH位にするとLEDランプと共に10時間以上は聴けそうです。

 12V 1A弱。省エネだね。ん〜、これで停電でも音楽がスピーカで聴けますね。
それも素晴らしい私の好きな「真空管サウンドですよ」。
計画停電ではそんな余裕なんか無いよ、とつっこみが入りそうだが、そう夢は大きくね、心に余裕を。。。。。

 たぶんEND・・・・。


---追記---
27)2014/1/10 今年のAMPの仕事始め、Hi。
 だいぶ前に作った、+B電圧を自作のDC-DCコンバーターを使用して製作したアンプを改造いたしました。
参考にしたのはぺるけ氏の最近のBBSに出たTRのエミッタフロアードライブ方式です。
そこで自作のPT基板にTR(2SC1815-GRx4個)を追加致しました。PTの実装図とにらめっこしていたら簡単にできることが わかりした。Hi・・・ヒラメキました。
で、下記のようにPT基板を改造できました。又、シャーシ内に3Pの小型ラグ端子を設けてグリッド抵抗を追加できました。



抵抗のR5,R6,R5b,R6bを取り外してそこにTRを取付ました。


裏のレジスト塗装をはがしてTRのエミッタ抵抗30Kx4個を取付ました。


シャーシ内に小型のラグ端子板3Px2にてグリッド抵抗を取付いたしました。


これで外観上は何も変更する事なく見栄えも同じです。


出来上がったので早速例の自作の「FRA-modoki-2」で周波数特性を採って見ました。
中々素晴らしい特性が簡単にとれました、補正未で高域が・・・・ですが。
 (0CHは素晴らしい、このままでいいね。1CHはチト補正が必要・・・ですね。)


入出力特性です(VR=MAX)。0.9W位(MAX)まで。(右も0.9W位)
(測定データのMAX値を画面表示する様にソフトを直しました。いいね・・・。ひとり言)



 前とF特は変らないが実用性抜群のアンプに仕上がりました。
 出力は小さいがパンチの効いた素晴らしい音色です。

28) 回路図。(予定)


(公開したぺるけ氏に感謝です。)2014-0110 追試&追記 JA1WBY


100):参考文献
1)春日無線のカタログ資料
2)実用真空管ハンドブック(誠文堂新光社)
3)ラジオ技術2009年12月号(アイエー出版)
4)真空管規格表/CQhamradio 2001年11月付録
5)「手作り真空管アンプ」
6)「情熱の真空管」
7)「電子工作etc」
8)「佐納ゼミで作った作品のページ。」
9)「XKPのホームページ」
10)「お気楽オーディオキット資料館」
11)その他。


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