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自作真空管アンプのヒーター電源における整流方法について
- 真空管アンプの自作でヒーター電源の整流方法を知りたい。
- 交流電源を直接接続しているが、リップルやノイズが発生している。
- スイッチング電源を介して直流を供給すると雑音が解消されるが、ヒーターが十分に熱されない。
- 電気設計
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◆ヒーターが全く熱せられなくなったのは，直列に入れた４７０ｋΩが高すぎ るからです。電圧を測定したテスターの内部抵抗に相当する負荷が繋がったと きに１４．８Ｖになったのですが，実際のヒーターは１４．５Ｖ÷３００ｍＡ ＝４８．３Ωに相当しますから，電圧調整用の直列抵抗はΩのオーダーにする 必要があるでしょう。 ◆平滑コンデンサは，４８．３Ωの負荷端の電圧脈動を抑えたいのですから， ４８．３Ω×Ｃで求められる時定数が１０ｍｓより十分に大きくないと効き 目がありません。１０ｍｓとは，東日本の電源周波数５０Ｈｚの１サイクル の周期の１／２です。時定数が丁度１０ｍｓとなる容量は約２００μＦです。 これより十分に大きい値が欲しいのですから，まずは１０００μＦ程度以上 のコンデンサを接続しないと，所望の効果が得られないと思います。 ※上記の値はヒーター１本分に対応しています。２本分の回路であれば， 直列抵抗は１／２，平滑コンデンサは２倍必要ですので 念のため。 ※直列抵抗は相当に発熱します。十分な容量の抵抗器を選定して，抵抗器 の周囲は放熱できるだけの空間を確保してください。 細かいことを言うと混乱させてしまいそうですが， 直列抵抗器の適切な抵抗値は２４Ωではありません。 また，直列抵抗器の消費電力は８．７Ｗではありません。 これらの値は，ヒーターの抵抗，消費電力です。 直列抵抗器の適切な抵抗値は，トランスの巻線抵抗や平滑コンデンサの値に よって違ってきますので，ヒータ電圧が適切になるように実験的に決めること がいいと言っておきます。抵抗値は２４Ωよりずっと小さな値になります。 トランスや整流ダイオードの詳細な特性，平滑コンデンサの容量が判れば， 適切な抵抗値は計算できますが，単純な式では表しにくいのでこの場では 省略させてください。電子回路，特に電源回路の設計に興味があれば，今回 の対応とは別に勉強することもいいと思います。 ＞単純な式では表しにくいのでこの場では，省略させてください。 と申し上げているのは，お示しのような計算が成り立たないからです。 所要の抵抗値は９Ωよりもっと低い値です。 回路シミュレーションを使って試行錯誤的に求めるのが手っ取り早いのですが ご専門でない方には取っつきにくいし，トランスの巻線抵抗やダイオードの特 性を考慮しないとズレが生じるので，「実験的に決めること」をお勧めした次 第です。
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毎度ＪＯです。 真空管の直流点火は、配線の誘導によるハムの低減には有効な手段です、 現在使用している電源トランスからの直流点火への変更は効率の面で苦しい物があります、 そこで「取り合えず」外部にヒーター電源を置いてはいかがでしょうか？ 現在使用している電源トランスも、ヒーター電源を使用しない事により、他のＢ電圧などのレギュレーションも向上します。 外部に設置するヒーター電源は、２本分なら１５Ｖ１Ａもあれば十分でしょう、 市販のスイッチング電源などが流用できます、１次ー２次の絶縁されている物を選択しましょう。 下記参照ＵＲＬ スイッチング電源の１次と2次が絶縁されているかどうかはテスターで確認できます、絶縁されている場合１ＭΩとかの高抵抗値となります、 ＡＣアダプタを使用すれば、そのほとんどが絶縁されています。
お礼
ＪＯさま、 ありがとうございます。 そうですね。どうしても解決策がみつからなければそれでいくしかないのかもと思ってます。 ただ、電気の知識を学びたいと思ってますので、電源も自分で作れるようになりたいです。 ちなみに、スイッチング電源の場合１次と2次が絶縁されてるかどうやったらしらべられるでしょう？ テスターなどで調べる方法はありますか？ 宜しくお願いします。
お礼
ohkawa さま、 ありがとうございます。 凄く理解しやすく説明いただき本当にたすかりました。 おっしゃるとおり真空管は2本ですので 14.5V÷600mA=24Ω コンデンサーは2000μF以上 ということですね。 抵抗の消費電力は 14.5Vx600mA=8.7W ですから10Wくらいのものが必要ということでしょうか。 早速ためしてみます。 ありがとうございます。
補足
ohkawa さま、 補足ありがとございます。 まったく、私のはやとちりだったようですね。 コンデンサーを繋げると２０Vほどの電圧が得られます。 それから１４．５Vを取り出したいので、５．５V降下させなくてはいけない。 流れる電流は同じく６００ｍAですから、、。 5.5V÷600mA=9Ωでしょうか？ 消費電力は 5.5Vx600mA=3.3W こういう考え方であってるのでしょうか？ でも、トランスの巻き線抵抗をどう考慮していいかがよくわかりませんでした。 ohkawa さま、 やはり実験的にやってみるのがいいのでしょうね。 間違って規定よりも高い電圧を流してしまうのが怖かったのですが、いろいろ試してみました。 結果、6Ωの抵抗でヒーター間の電圧は13.8Vくらいになり音はでています。 ただ、2200μFのコンデンサーをいれたのですが、リップルはまだあります。 もっと容量が必要なのでしょうか？