簡易シャン卜電源(Zener+Tr)

ツェナー+NPNで組んだシャン卜電源は電流をたくさん流せますが?
その他の性能はイマイチみたいです。






電源インピーダンスを低くする効果は期待できない様です。
そんな感じの一般電子回路の話。









【シャン卜電源を考察してみんべ】
シャン卜型電源は2つのブロックから構成されます。
直流的に見ると・・・
①抵抗や定電流回路:最大電流を制限する。
②シャン卜定電圧回路:余計な電流をGNDへ流して定電圧にする。

交流的に見ると・・・
①抵抗や定電流回路:供給元の電源から来る交流分を阻止する。
②シャン卜定電圧回路:交流分をGNDにショートする。

下図みたいな感じですな。
e0298562_07272294.png

まあそんな感じで、リプルを抑えるには下図の様に、
高性能な定電流回路を使う事で能力がアップします。
e0298562_07272623.png
上図の定電流回路を採用すると、
ただの抵抗器と比較して70dBもの改善が得られる様です。
(シミュレーター上ですが。)

しかし色々なシャン卜回路について検討する場合に、
最初から定電流回路を入れ込んで検討すると判りにくく、混乱します。
能力の源が定電流によるものか、
はたして対GNDインピーダンスに依るのか区別がつきません。

そこで検討時には定電流回路を使わないで比較した方が判り易いと思います。
まあ下図の様に抵抗器を使って比較してみる訳です。
e0298562_07272940.png
この比較方法なら、
下図の様に判りやすい差を確認する事が出来ると思います。

抵抗器の能力として、リプル抑制能力は無いに等しいですから、
得られた特性は「対GNDインピーダンスの能力」である、と言えます。
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シャン卜電源それぞれの能力差がグラフに出てきました。

てな感じで、
いってみましょう!










【ツェナー+NPN】
ツェナー単品に対して、
下図の様にNPNトランジスタを組み合わせた回路にしますと、電流を稼げます。
トランジスタは電流ブースター回路ですな。
この回路の電源インピーダンスはどうなんでしょうか?
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もしかして?
[電源インピーダンス]=[ツェナーの内部抵抗]÷[トランジスタのhfe]
みたいな感じで電源インピーダンスも下がりそうですが?
e0298562_07273923.png

おろっ?
痛タタタ。(爆)
ツェナーが勝ちますた。(爆)










【ダーリントンは?】
ぐぬぬ、
hfeを爆増したらどうでしょう?
ちょっとは変化があるはずです。
e0298562_07274267.png
勝負っ!
e0298562_07274523.png
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NPNが1個の時より若干だけ良いみたいですが、
ツェナー単品には勝てず?
💤(爆)









【ТL4Ӡ1は?】
そういえばツェナーとТL4Ӡ1を比較したグラフとか見た事ありませんな?
いざ比較!
e0298562_07275233.png

ズコーーッ(爆)











【もしかして?】
えぇ〜〜っ? と驚きましたが、
天才の貴方なら既知の事だったりして?
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ツェナーに始まりツェナーに終わるみたいな?
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アルファからオメガへ、
そして阿吽。
・・・
宇宙の真理です。(爆)

おおむね5.6V以下のツェナーダイオードは量子トンネル効果の作用らしいですし、
電子が空乏層を瞬間移動(ワープ)しているから抵抗がゼロ?
凄いですな。






とか何とか、
上記は空想ですよ偽科学です。
「信じる」っつーのは宗教に入ってからやりましょう。

以上です。
自己責任にてご判断願います。




















いや〜、
回路解析じゃなくて、ツェナー真理教でした。(爆)
ふ〜あぶないあぶない、
あやうく布教する所でした。










【リアルな実験】
いや〜ちょっと、当方は超バカなので、
面倒くさい実験をしてみないと理解できましぇん。

そんな訳で各基板を作りまして、リプル減衰量を測定してみました。
*測定方法はこちらのリンク先の中ほどに書いてあります→リプル減衰量
*こちらの最下部にはもう少し具体的な回路と基板が載ってます→再検討①

測定風景は下図です。
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ハムノイズが飛び込まない様に、空き缶の内側に入れて実験しました。
缶はGNDに接続しまして、静電シールド&磁気シールドと致しました。



そして、
色々なシャン卜電源のリプル減衰量は?
どんな測定結果になったんでしょうか?
下図です。
e0298562_07280513.png

*な〜んだやっぱり、ТL4Ӡ1の実力はそこそこ高性能じゃんかよ!(爆)
 SPICEパラメータがうまく現物と合致しないんでしょうね。
 現品に対して、シミュレータ上では、ツェナーが高性能。ТL4Ӡ1が低性能。
*値は相対値です。220Ω+220uFの減衰量を基準に判断します。
*まあ十分な経験があればシミュレータが合ってるか間違ってるっぽいか
 感覚的に判りそうなものです。判らない場合は経験値が足りないのよ。
*それにしても、ツェナー+NPNは電流ブースター以外の意味がありません。
 リプル減衰量としてはツェナー単品と同性能でした。
*再現実験が可能と思います。
 再現できない場合は貴方のやり方に間違いがあるか、
 当方の勘違いか当方の測定ミス。あるいはとんでもねーフェイク記事。

あ〜まともな結果になって安心した。(爆)











【今回わかった事?】
「電源インピーダンスが低いかどうか」という視点から評価した場合です。
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e0298562_07281257.png
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という感じでしょうか?

トランジスタを足すならば、ツェナーをパラにする?
いやいやバラ付きによって1個のツェナーに電流集中しそうです。
熱暴走して火花が観られるかも?(爆)










【雑音もちょっと確認】
測定用のADCですが30kHz以上の所に盛り上がりが生じます。無視してください。
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上図にはハムが出ていますが、
安定化電源装置の8V出力に乗っているハム成分です。
シャン卜電源が低インピーダンスになればなるほど抑制される、という結果ですな。
雑音に関しては、
ТL4Ӡ1でも、低ノイズをうたうレギュレータICと同等程度?









【ついでに、音質は?】
ТL4Ӡ1:これを基準にして比較してみます。
ツェナー単品:ボケ気味。
ツェナー+NPN:ボケ気味。
ツェナー+ダーリントン:ボケ気味。

やはり、
ツェナー+◯◯の回路は低音が弱いですな。意味がない。(爆)









こんなところですかね。
以上です。
自己責任にておねげーしますだよ。


















もうちょっと。



























いや〜困った。
だけど後悔。
じゃなくて公開。








【ツェナー+INVダーリントン】
サービス。
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これの性能ですが、
シミュレータ上でも下図の特性になるんですよ。
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そして、
実測すると下図になるんですよ。
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当然ですが、
シャン卜電源を使用する時には高性能定電流回路と組み合わせます。
下図ですな。
e0298562_07283673.png
そしてっ





アレの基板の、
ТL4Ӡ1を外しまして、
コネクタを取り付けまして、
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ТL4Ӡ1と音質比較する訳ですな。
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音楽も聴きますが、間違った方向に音作りしちゃう可能性もあるので、
必ず「距離感」「空間の大きさ」の確認も行います。



ぐおホホホっ!
と踊る程ではありませんが、
効果は聞き取れます。
音にツヤが出ますな。

この音質差は、
トランジスタの音質を比較している様な感覚です。
まあТL4Ӡ1の内部のトランジスタは交換できませんからね。
ツェナー+INVダーリントンなら好きな音質のトランジスタが使えます。
そういう音質差だろうと思いました。


それとも雑音が減った効果?
さてどうでしょう?





今回はちょっとギクシャクした構成でしたが、
以上となります。
自己責任にてお願い致します。





















効くぅ〜〜。(爆)
e0298562_07285332.jpg
くーだらないくーだらないのココロ〜。

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by ca3080 | 2018-07-31 09:15 | 電子工作(一般)
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