電源回路について

質問

前回、似たような質問をしましたが、改めて、電源回路について教えてください。　アンプの製作していく上で電源回路からの出力は、電圧が＋15V，電流５Ａ前後ぐらい必要になりました。しかし、電流がこんなに高い回路の設計方法が分かりません。はじめはレギュレータを使うつもりであったのですが、レギュレータこんなに高い電流を出力できるものがありません。
分かる方、教えていただけませんか。できれば、回路図などもほしいです。

回答No.9

ikkyu3 · ベストアンサー

＞今回使用するスピーカーのインピーダンスは８Ωなのですが、この場合、電圧電流は少ないのでしょうか？
少ないことはありません。8Ωは、適当と思います。
アンプの最大出力は、出力段の電源電圧とトランジスタに流せる最大電流で決まります。
そこで、詳しい中身や出力が知りえませんから、概算してみたわけです。
15V÷5A=3Ω　というわけです。これより低いスピーカーのインピーダンスではまずいです。
スピーカーのインピーダンスと比較してアンプのインピーダンスが低いほうがダンピングが良くなり締まった音になります。
スピーカのインピーダンスが低い方がアンプの最大出力は大きくできますが、電源トランスの巻線抵抗によって、大電流を流すと電圧が降下するので、スピーカのインピーダンスと最大出力の関係は、アンプの設計で変わります。大きな電源トランスを使用すれば、電圧降下が少なく安定していますが、コストが高くなります。
その意味で電源を安定化して出力側から見たインピーダンスを下げることが考えられるのですが、電解コンデンサを小さくできるメリットはありますが、安定化のフィードバック制御の応答速度や安定性が音楽などの細やかな波形の変化に必ずしも追随できないことも無いとは言えず、私としては非安定化電源の単純さを選びます。

ちなみにスピーカーのインピーダンスは、直流抵抗ではないので、周波数により（波形により）めちゃくちゃ変化します。一般に最小のインピーダンスを表示すると思いますが、そうでないものもあるかもしれません。

回答No.8

noname#21649

＞電レとは何の略ですか？レギュレータの略ですか？
ご指摘の通りです。

＞また、５Aなのに１Aのものでで大丈夫なのですか？最大出力電流が１Aってことではないのですか？アンプとして、５Aは最低限必要なのですが・・・
トランジスタで増幅していますから．トランジスタのFFTが普通１０は有りますので．トランジスタの最大消費電力・最大コレクター電流の規格が満足できれば．１０A程度まで使えます。ただ比較的FFTが小さいので．１００Aは無理でしょう。発熱が大きいので．放熱の設計はしっかりしてください。

なお．当然ですが．トランス側の平滑には十分気をつけてください。電レの出力電圧が．５Vですから．トランジスタの出力側は．シリコントランジスタとして．５．７Vとなります。電レは普通入力・出力間で５V程度．トランジスタはVECに５V程度は必要ですから．約１１Vよりも入力電圧が降下してしまう（交流成分の為に１１ｖ以下に下がってしまう）と平滑されません。トランスを１２V全波として．VPは１７V．リップルを４０％程度に押える必要が有ります。VEBが比較的大きなトランジスタでは．入力側リップルをより落とす必要が有るでしょう。

また．放熱は．計算をはしょって．トランス側電圧を１５V（AC１２V全波整流リップル４０％）．出力を５Vとして．差が１０V．５Aで５０W消費する事になります。よほど注意しないと火事になります。

お礼

ありがとうございます。参考にしていきます。

回答No.7

ikkyu3

訂正です。
計算式で入出力逆にしてしまいました。
誤り：15VX1.41+(0.7X2)=22.55
訂正：15V÷1.41+(0.7VX2)=12V
となります。
実際には、負荷がありますから、もう少し高い電圧が必要です。
一般に、このくらいの容量の市販の変圧器は、誤差や電圧降下などを多めに見込んで２次電圧を少し高めにしてあるようです。

前に書きませんでしたが、コンデンサインプット回路になりますので、突入電流は多いですので、ダイオードの瞬時電流定格を十分に見込んでください。

この電圧電流からみて、スピーカーは４オームくらいでしょうか。

補足

ありがとうごさいます。参考にします。
ところで、今回使用するスピーカーのインピーダンスは８Ωなのですが、この場合、電圧電流は少ないのでしょうか？

回答No.6

ikkyu3

メーンアンプ用の電源回路は、安定化していないのが一般です。
通常、最終出力段の電圧、電流はトランス＋ダイオードブリッジ＋電解コンデンサで構成します。
あるいは、トランスの２字側のセンタータップ付を使用＋ダイオード２個の両波整流＋電解コンデンサになります。
電解コンデンサの選定は、電圧は回路電圧、容量は数千μＦ、多分この場合２～３千μＦと思います。
ダイオードは、電圧と電流から選定してください。
トランスは、１次側１００Ｖは当然として、
２次側は　15VX1.41+(0.7X2)=22.55 のような計算値です。

最終段の電圧は、リップルを増幅しませんからこの電圧を使用して、前段の方は、更にこの電圧の後に抵抗器と電解コンデンサでΠ形のローパスフィルタをつけると良いでしょう。電流が少なくなりますから、直列抵抗も大きなものが入れられますし、電解も小さな容量ですみます。

回答No.5

noname#21649

3端子レキュレーター（３れ）の出力側を１００Wか２００W程度のトランジスタのベースに．３れの入力側に同トランジスタのコレクターを接続して．エミッターとグランド間の電圧で．定電圧レになります。
FFT（でしたか．記号忘却．ベース電流に対するコレクター電流の比）は電源に使うような大電流の場合に．15－75程度と小さくなるので．５Aならば１A程度の電レで十分でしょう。

注意点としては．入力側の電解コンデンサー（電コン）は．電源用の電コン（内部に抵抗が入っていて．爆発しにくい）を使う事。容量が不足ならば電コンのまえに小さなコイル（０．１－０．５H程度）を入れるという方法もあります。
３レとトランジスタE端子の３個所には．発振防止用に０．１uFのセラミックコンデンサーと．100uF程度の電コンを入れる事（出力側にはそれなりの電コンを入れてください）。

負荷側には適当なコンデンサーが入っているとは思いますが．入っていなかったならば．0.1uFセラコンと100uF電コンを入れてください。これは．発振防止です。
図書館で．トランジスタ技術という雑誌を見つけて．電源回路特集を10年か20年さかのぼると．上記回路（IC番号・トランジスタ番号付き）が乗っていたはずです。
私は．同一部品が入手できず．手持ちの部品で適当に（特性を検討せずに）作ったので．めちゃくちゃな性能です。トランス側の平滑には十分気をつけてください。平滑が不十分では出力側が暴れで発振したりします。

補足

返事が遅くなってすみません。ところで、電レとは何の略ですか？レギュレータの略ですか？
　また、５Aなのに１Aのものでで大丈夫なのですか？最大出力電流が１Aってことではないのですか？アンプとして、５Aは最低限必要なのですが・・・

回答No.4

gomove

高級オーディオアンプで無ければ、安価に制作をお望みなら・・・
スイチング電源はいけません、ノイズ発生器のような物ですから。
そうなると直流安定化電源になりますね。
全て自作なされると大変と思いますので、安価に制作出来る方法を提案します。
直流安定化回路はキットを利用されては如何でしょうか。
出力電流：4A max の物が￥700ほどで手に入ります。
・K-00096 大容量出力可変安定化電源キット LM338T使用 最大5A /1個 \650.
出力:DC1.2～20V、5Amax
◆LM350T上位互換品LM338T使用、保護回路内蔵
◆高リップル除去率:86dB(317は80dB)
◆4段切換の連続可変出力(精密な電圧設定可能)
◆専用基板:72×47mm
※別途に電源トランス・放熱器が必要です。
・私が良く買い物をする秋月通商(秋葉原)で、通販で手に入ります。
・可変出力ですが、サーメットトリマ等で半固定にするといいです。(任意の電圧に調整固定して使います)
・下記URL参照下さい。
これにp-taro52さんの提案のコンデンサーの方法を採られてはどうですか。
トランスはAC20～25V/5A位がいいと思います。
参考になれば幸いです。

参考URL：

http://akizukidenshi.com/catalog/power.html

お礼

ありがとうございます。そのことも考えて見ます。

回答No.3

p-taro52

15V/5Aだと50W位のパワーアンプでしょうか。
出力段の電源迄定電圧ににするのでしょうか？5A流しての定電圧源だと制御TRの損失がすごく大きくなりますが...。
通常のπ型フィルターではいけませんか。ケミコンの容量の大きな物と小さな物とを組み合わせれば、通常使用時のリップルは相当押さえられると思いますけど。
5Aの定電圧電源を考えるよりミュージック出力の場合瞬間電流はコンデンサーが吸収してくれるから電流をもう少し下げられるのでは？？

色々考えれば必要の物と必要なものとの切り分けができると思います。個人的にはパワー出力段にはコンデンサーフィルターで十分だと思いますけど。どうでしょう？　Trレギレーターもノイズを出す事ですしね。

-------ついでに----------

30年前にシリーズレギレーター無しのCRフィルター電源で、フル+-2電源を使ったフォノアンプ付きプリメインを作りましたがハムは出なかった。（ただ出力は3WでしたけどSPは高能率のコーラル製でも聞こえなかった）

回答No.2

chibibi

三端子レギュレータですか？
下記URLのPDFファイルを見て下さい。応用例に外付けトランジスタによる電流ブーストの回路が紹介されています。外付けトランジスタが負荷電流を担いますからレギュレータは小容量のもので十分です。

参考URL：

http://www.necel.com/cgi-bin/nesdis/o017.cgi?article=&draftcode=0&litcode=G12702JJ8V0UM00

お礼

ありがとうございます。参考にしてみます

回答No.1

noname#161749

ずいぶん昔にMOS-FETアンプの自作に挑戦した時には、
窪田式や金田式アンプの製作記事を参考にして、
電源トランスと平滑用電解コンデンサを若松通商で購入しましたね、
無線と実験などの雑誌には製作記事も出ていますので参考にされては。

http://ww7.tiki.ne.jp/~shiro-f/satri_amp/satri.htm

参考URL：

http://www.seibundo-net.co.jp/

お礼

ありがとうございます。参考にしてみます