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トランジスタによるリップルフィルターについて教えて下さい。真空管アンプのヒー...

kom********さん

2012/8/317:39:42

トランジスタによるリップルフィルターについて教えて下さい。真空管アンプのヒーターのDC点火用にトランジスタのリップルフィルターを組んでみました。 ブリッジ整流と15000μFのコンデンサーでDC13.5Vを得て、2SD799のベースに15000μF、コレクタ~ベース間に300Ωでリップルフィルターを構成して、DC12V、0.9Aを得ました。ベース電圧は13.3Vです。テスターのACレンジで、0.1μFのフィルムコンデンサを介して残留AC分を測定したら、整流直後は0.12V、リップルフィルター通過後は0.05Vとなりました。
ちなみにB電源用に2SC3320で組んでみましたが、こちらは整流直後の電圧410V、残留AC分4.6V、リップルフィルター通過後は385V、残留AC分0.05Vでした。
ヒーター点火用の方は効果が薄いような気がします。どこか間違っているのでしょうか?

補足この回路は武末数馬先生の書籍から拝借したものです。武末先生の書籍ではこれで残留AC分は1mV以下になるはずで、いろいろ調べて計算してみてもリップルは1/200くらいの低減になるはずなのですが、どこに不備があるのかわかりません。トランジスタは大丈夫なようですし、同じ測定方法で市販のスイッチング電源のリップルを測定したらカタログに近い数値が出ましたので測定方法にも大きな問題はなさそうなのですが。

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ベストアンサーに選ばれた回答

maz********さん

2012/8/400:32:19

こういう時、オシロがないと手も足も出なくなりますよね。

推測ですが、リップル電圧の0.12Vは波形が正弦波ではないので正しい電圧が測れていないのではないかと思います。正弦波であれば負側のピークでもトランジスタは能動状態ですが、実際はもう少し低い電圧まで下がってしまっていて、ダーリントン初段のBC間が順電圧になってしまっているのでは?

試しに2SD799のベースからGNDに3.3KΩくらいの抵抗を繋げてリップルが減るかどうか見てみてください。これで減るなら、そもそも整流直後の電圧が低すぎるのでしょう。

ところで、B電圧のリップルも0.05Vなのですよね? 同じ値というのがちょっと気になります。単に周囲から測定系へ入るノイズを測っているなんて事はないですよね?

質問した人からのコメント

2012/8/8 19:00:42

久々にオシロを出してきました。どうも0.1μFのフィルムコンデンサに原因があるようで、A電源、B電源共にこれの有無でリップルの波形、電圧が大きく変わりました。ここで何かノイズを拾うのでしょうか。コンデンサを外してオシロのAC入力で測定するとA電源のリップルは正弦波でP-P5mVでした。でもコレクタ電圧をもう少し上げた方がいいようでした。他の方の回答を含め、大いに勉強になりました。

ベストアンサー以外の回答

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we3********さん

編集あり2012/8/719:02:31

私も原因はkaetzchen_0501さんの仰るとおりかと思います。
トランジスタはC-E間が5V位の電位差がないと正常に動作しないでしょう。

それとベースに15000μFは過剰投資です。
2SD799はダーリントンなので13~14V位のツェナーダイオードに100μF位を並列につないだものの方が効果があるのでは?

kae********さん

編集あり2012/8/406:09:45

>ヒーター点火用の方は効果が薄いような気がします。

消費電流が大きい事と、コレクタエミッタ間電圧が低い事が
原因でしょう。
まずベース電圧のリップルは完璧にゼロになっていますか?
仮にベースが完璧な直流の13.3Vであったとしてもコレクタ
が13.5Vで0.12Vのリプルがあるのはよろしくないと思います。

もう少しトランスのタップを上げて整流直後17〜8V出るように
して12Vの3端子レギュレータを使う事をお奨めします。


★以下は蛇足だと思ってお読みください。

おそらくプリアンプの初段用だと思いますが、私はDC点火では
なく、ヒーターは交流のままでカソードの電位より10Vほど高い
+のバイアスをヒータトランスのセンタに掛けてヒーターハムを
完璧に消去できています。6.3V使用ですけどね。
12VACの場合ならカソード電位+20V程度のヒータバイアスが
適当です。

ヒーターとカソードが仮想の直熱二極管になってカソードがあたかも
プレート、ヒーターがフィラメントの働きをして......カソードから
ヒーターに電流が流れそれがヒーターのリップルで変調される為に
カソードの電位が微妙にリップルを持ってヒータハムが入ります。
カソードのバイパスコンデンサを取り去ってみてヒータハムが増大
すればまさにこの漏洩電流が犯人です。

DC点火はこのリーク電流(犯人)を完璧な直流にする事でハムを防ぐと
云う訳です。いわば犯人を調教して更正させる訳です。

対してヒーターのプラスバイアスはこのリーク電流のリップルを
なくすのではなくリーク電流(犯人)をゼロにするので交流点火の
ままでヒーターハムを皆無にしているのです。
これはいわば犯人を処刑(死刑)するのに相当します。

私の自作プリアンプは全て初段のヒーターは交流点火です、

【蛇足の蛇足】
ちなみに直熱型パワー管(300BやDA30)は直流点火は精神衛生上
非常に悪いので高周波点火(40kHz)で行っています。
電圧調整は普通の電圧(300Bは5V、DA30は4V)で点灯させた管
と並べてフィラメントの色温度が同じになるようにインバータの
出力を調整しています。

【補足】
トランジスタはhfeの大きい物を使っていますか?
12Vが多少低下する事を許して、300Ωを510Ωとかに変更して
エミッタ側のリップルを測定してみて下さい。
もしこれでリップルが減少するならコレクタ(整流直後)の13.5Vが
低いという事になります。
コレクタ・エミッタ間の電圧を大きい目に取るとリップルが減少
する事が知られています。
ところで現状でヒーターハムは出ているのでしょうか?

★竹末先生の著書は高校時代に真空管OTLアンプを設計するのに
大変参考になりました。単なる製作だけではなく真空管アンプの
設計が自分でできるようになったのも先生の著書のおかげでした。

【補足の補足】
え? リップル測定はオシロスコープでのp-pではないのですか?
コレクタ側のリップルの谷がベース電圧と同じくらいになっている
可能性が..........
コレクタの電圧をもう少し上げたいですね。

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