2W x2chミニアンプ②定電圧電源

組み立てに手間取りましたが動く状態になりまして、
当然ながら検討でも手間取ってますよ。



動くのが出来たら完成じゃなくて、究極に近い形の高音質とする。(爆)
そこが苦労する所なのかも知れません。

何で中途半端な2W程度のミニアンプを作るかと申しますと、
パワーが大きくなるとノロマな低速の素子しか選択肢が無くなるんですな。
つまりハイパワーのアンプほど音が緩いアンプかも知れない訳です。
ミニアンプは高音質に仕上がる可能性が大きいという事です。
数十ワット以上のアンプを作った時にはミニアンプは基準として使えます。

本当は、
液晶モニター横にスピーカーを置いて、DVD観賞用アンプだったりして。(爆)


【MOSFETを使う定電圧電源】
必要な電流とか電圧は前回の記事に書きましたのでご参照下さい。
問題は1.5Aの電流に対応する事と、LDOタイプが必要という所です。
何でLDOタイプなのか?
それは印加電圧をケチって発熱を抑えるという理由です。(爆)
放熱が必要になる設計は面倒なのです。省電力というのも良いと思います。
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C1を付加する所が当方独自の回路となってます。
*MOSFETのゲートON電圧をカバーするには増幅段用の12Vが使えます。
 これでQ1の2SK170BLが飽和せず定電流領域を保持できますし、
 7Vの印可電圧を割っても大丈夫というLDO仕様が満足できます。
*ゲート容量が大きく動作がノロい所は容量を減らす事で対応します。
 C2の値も非常に小さい2700pFに抑える事ができます。
 発振しない範囲で余裕のある定数を選びましょう。
*ゲート容量の充放電にはゲートを駆動する電流値も関係します。よって、
 上図のQ1に使ってる2SK170BLをGRに変更する等は良くありません。
*採用したMOSFETはDC/DC電源に使っている奴です。
 マイナス電源のPchは新規ですがIRFU5505PBFにしました。
 Nch/Pchの特性が似ていますから好都合です。
こんな感じですが、まあ何とか発振せずに組む事が出来ました。


【20Hz再生時のコケ具合を確認】
そんな定電圧電源回路ですが、
まずは基本的な所で、20Hzの大音量時に電源がコケる所を確認します。
コケない設計にしないで適度で済ませる所が良いでしょう。
完璧主義で欲が深い、
そんな方の行く末は、とんでもないトラブルが待っているかも? 
過ぎたるは及ばざるが如し。恋は盲目。一寸先は闇ですから穴に嵌って落下。
当方の人生を振り返ってしまったじゃないですか!(爆)
そうじゃなくて、(爆)
ポタアン(爆)を作った時みたいに波形クリップしない事の確認です。
前回の記事で作ったDC/DC電源に定電圧電源と出力段をつなげてテストします。
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桃色の6.28Vが電源波形です。
若干コケてますが大丈夫ですな。
こうなるのは音量が最大の時でありまして、耳で聞いても判りません。
気になる貴方はポタアン(爆)の時みたいに
コンデンサを付加する方法もあります。10000uFくらいで改善するでしょう。
当方はそんな物を付けたりは致しません。意味無いし。(爆)
2W x2chの出力は出るみたいなので大丈夫ですよ。
でもさあ、波形のマイナス側はクリップしてるんじゃないの?(爆)
(歪み特性のグラフは後日に掲載する予定です。)


【定電圧電源の負荷応答】
今度は瞬間的な負荷変動に対する応答を見てみます。応答スピードですな。
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グラフへの記載漏れですが横軸は10us/divだった気がします。(爆)
まあ高速応答に気を使って小容量にしましたから、うまく行っている様ですな。
ところで、
3端子レギュレーターICなどではリプルリジェクションが掲載されてますな。
リプルリジェクションは外来変動の抑制なので負荷変動に対しては不明です。
パワーアンプに使うなら負荷変動に対する電圧安定度の方を知りたいですよね。
(リプルリジェクションのみ掲載のICは勘で判断するしか無い訳です。)
という事で、
負荷応答の周波数特性を確認してみました。図をクリックで拡大です。
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縦軸の数値ですが、例えば-40dBがどんな状態に相当するかは不明です。(爆)
相対値として考えてください。
何かC309を大きくすると応答の遅れからか?リプルが増える傾向ですな?
ヘッドフォンアンプの時も0.1uFではオーバーシュートが出ましたし、
音への色づけがありましたから、2700pFは正解なのかも知れませんな。
(回路が違えば結果も違いますので注意ですな。)
可聴周波数がフラットという話も過去記事に書きましたが、
フラットと言っても20kHzでは悪化してますよ。フラットという話はどうした?
エッヘヘヘ。
変動幅3dB以内とすると今回は10kHzくらいまでがフラットの範囲でしょう。
扱うパワーが大きくなると高速の素子が使えず、理想通りには行かない
という風にご理解下さい。
小電流ならフラットも可能でしょうが、ここは妥協でしょう。


【増幅段の定電圧電源】
増幅段用の定電圧電源に関しましては、ほとんど負荷変動がありません。
気にしなくてOKという訳です。発振せず安定していればOKでしょう。
小容量のコンデンサと高速BJTで組みましょう。
扱う電流が多くも無いのにダーリントン接続は無意味です。
応答が低速になるので避けましょう。


【定電圧電源の回路図】
以上の検討によって、下図の回路となりました。
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回路図中の2N2222Aですが、当方は2SC1216を使っています。
電解の3.3uFは容量が1uFでも品種が電解じゃなくてもOKです。

当機が組み上がった後に音も確認しました。
市販のレギュレーターICよりは大分良さそうな電源だと思いますよ。
「大容量コンデンサの音」という呪縛から開放されていますから。(爆)
面倒なので計算は省きますが発熱も少なくヒートシンクは不要です。
温度測定も可能ですがさわれる温度にしかならなくて、
温度を測ろうというモチベーションが上がらないのが問題です。(爆)


【次回の話】
次回はアンプ回路の話です。やっと電源が終わりました。(爆)
アンプの半分は電源の検討に費やされるという事かも知れませんな。
パワーアンプ部の記事だけでも音は出ますが、
最高音質を狙うには電源回路の詳細な特性が凄く重要です。
更に、
扱う電力が大きくなると内部配線の引き回しやレイアウトも要注意です。
まあ2W程度の電力なら大した差は出ないかも知れませんが。
当機を再現するには引き回しの話も書く必要があります。
順を追って掲載する予定です。


【注意事項】
実験や個人的な使用は自由ですな。しかし、当方考案の回路や検証を断りもせず
商品などに採用したり記事に掲載するのは駄目ですよ。パクりはイケません。
記事の内容は鵜呑みにせずご自身で実験評価して下さい。
そして当方はめんどくさいので一切サポート致しません。(爆)

以上です。







2014年3月8日現在、安西マリアが危篤との事.......!
2014年3月16日、亡くなられたとの事です。
思い出すのは「サヨナラ・ハーバーライト」でした。
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by ca3080 | 2014-03-07 22:58 | オーディオ&電子工作
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