タップ付きトランスの倍電圧整流回路について

質問

現在私はCAEの3+SEのコピーを作成しようとしています。
そして電源トランスについて条件を満たし、かつ2Uのシャーシに収まるものを探したところ、EDCOR社の「XPWR121」というトランスを見つけました。

3+SEは７本の12AX7のヒーターを直流点火しており、Ａ電源を整流して6.3Vないし12.6Vを作り出さなければなりません。
その際、このトランスのＡ電源は(1)6.3V(3.15-0-3.15) at 3.5A、(2)6.3V at 1.5Aとなっています。
そのため(1)については通常の全波整流では6.3Vに達せず、(2)については6.3Vでは真空管７本分の電流が取り出せないため、(1)のＡ電源の全波倍電圧回路によって達成しようと考えています。

通常、添付した図Ａのような回路になるかと思うのですが、今回のＡ電源(1)はセンタータップがついており、資料が見つかりませんでした。
図Ｂが自分で考えて書いてみた回路図なのですが、どこが問題かご教授お願いします。ちなみにLTSPICEでシミュレートしてみたところ、添付した画像のように、明らかに整流できていないので問題だらけであることは理解しています。

また、目標は「全波整流によって6.3Vまたは12.6Vをつくりだすこと」なので、全く異なる解法があればぜひ教えてください。

回答No.2

uruz · ベストアンサー

巻き線(3.15-0-3.15)はセンタータップを使用せず両端の(3.15-3.15)間を使用すれば
(0-6.3)と等価です。
従って(3.15-3.15)間を使用してダイオードブリッジで全波整流すればいいだけです。

お礼

ああ！確かにその通りですね、失念していました。
ていうか、なぜセンタータップにこだわっていたのだろうか。
ありがとうございました。

回答No.4

bogen55

> 今回のＡ電源(1)はセンタータップがついており、資料が見つかりませんでした。
> 図Ｂが自分で考えて書いてみた回路図なのですが、どこが問題かご教授お願いします。
まず、センタータップは気にする必要がありません。
図Bの最大の問題は、トランス極性が上側がマイナスになったとき、下側のダイオードでショートされることです。
実際に組めば、ヒューズが飛ぶか、ダイオードが飛ぶでしょう。
従って中点タップはどことも結ばずオープンにしておくべきです。

整流するときの問題は、交流電流実効値（3.5A）と直流出力電流の関係で、一般にブリッジ整流の時は63%、倍電圧整流の時は25%位です。
ブリッジ整流：3.5Aac×0.63=2.2Adc
倍電圧整流　：3.5Aac×0.25=0.87Adc
となります。
12AX7のヒーター電流は、
ブリッジ整流：0.3Adc×7本=2.1Adc
倍電圧整流　：0.15Adc×7本=1.05Adc
だから、ブリッジ整流が適当と言えます。
何故こんなことになるかというと、電流波形が歪むからです。
歪むと力率が悪化し、交流電流実効値を規定の値に収めると、直流出力電流が少なくなるからです。
専門的になるので説明は省略しますが、興味があれば「高調波 力率改善」で検索してください。
シミュレーションでもわかりますが、そのときはトランスの2次換算巻き線抵抗を入れないと正しくシミュレーションできません。
交流電流実効値はトランスの2次換算巻き線抵抗に非常に敏感です。

実際に整流するときの問題は、ダイオードの順方向電圧降下VFの問題です。
一般には、こんな整流ダイオードを使うと思いますが、VFが1.1V×2本=2.2Vもあって、出力電圧が下がりすぎます。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-07759/
その点こうゆうショットキーダイオードなら、VFが0.44V×2本=0.88Vだから許容範囲でしょう。
http://cds.linear.com/docs/jp/datasheet/j4320fb.pdf
本当のVFはピーク電流によるから、トランスの2次換算巻き線抵抗を入れてシミュレーションすると良いでしょう。

お礼

なるほど。ありがとうございます。
しかし2.2Aとなると平滑回路なども含めて結構ぎりぎりですねー

回答No.3

iBook 2001（@iBook-2001）

はじめまして♪

私もuruz 様の手法を支持します。
この方法は、素直に「全波整流によって6.3V」が実現しています。

『(1)6.3V(3.15-0-3.15) at 3.5A』と言う事なので、素直に6.3Vとして利用すれば良いのです。

センタータップ。。。と考えるから(3.15-0-3.15) なので、単に「中間タップが有る」と解釈すれば(0-3.15-6.3) と読み替えられます。

なお、御質問者様がお考えの（図A)は、全波倍電圧整流ですが、直流出力が両方とも交流入力と等電位ではないため、保守上の観点からは好まれない方法となります。下図の様な半波倍電圧整流の方をお勧めします。

と、言っても12.6Vの方が使いやすい、、、とは思えないので、倍電圧整流は『ナシ』で良いと思います。

（あえて、ややこしくするなら、センタータップを基準に、半波倍電圧整流で、6.3Vを２系統。。。うぅ～ん、わざわざこんな事をする目的が在るかどうか、２系統の負荷が違えばトランス内のバランスも崩れますしねぇ。苦笑）

お礼

やはり倍電圧は無理がありましたか。
やはりそのままブリッジ整流しようと思います。
ありがとうございました。

回答No.1

seeraeuber

そんな難しいことをする必要はありません。１と２の巻線を極性を確かめシリーズ接続します。その両端をブリッジ整流すれば１２V１．５Aが得られ、接続点を中点として両波整流すれば６V３Aになります。いずれにせよ、倍電圧整流は低電流の時しか推薦できません。

お礼

なるほど、Ａ電源２つをつないでしまうというのは考えていなかったです。（ということですよね？）
しかし、(2)のＡ電源のほうは別の電圧でロジックICを駆動させるのに使用する予定なので、できるだけ(1)のＡ電源だけで解決したいのです。
ありがとうございました。