in-9ネオンバーグラフディスプレイ管用電源とヘッドホンアンプ用電源回路を試作した。

30 August 2020 — Written by Aki
#ハードウェア#DCDC

「巨人版ヘッドホンアンプ」を使うために必要にせまられて+15Vから-15Vを作る反転コンバータを設計してたところに
オーディオスペアナを作るつもりでずいぶん前にebayで買っていた バーグラフネオン管 in-9 が到着した。

ということで
入力+15V, 150V/+-15V出力の電源を設計しよう。

電源回路トポロジー

今回設計する電源の回路トポロジーは昇圧コンバータになります。

Boost Converter Power Stage
Boost Converter Power Stage
出典: Application Report SLVA372CSLVA372C

出力電力は 150V × 12mA(in-9の定格最大電流) × 14(本) = 25.2W以上, ヘッドホンアンプ用に12W と若干の余裕を見込んで39Wとする。
ニキシー管駆動用電源でよく使われている MC34063/NJM2360 はコア鳴きがうるさかったので, 制御ICはPWMコントローラのTL494 / MB3759を使うことにします。

諸元

  • 最低入力電圧 VIN(min):14VV_{IN \mathrm{(min)}} : 14 \mathrm{V}
  • 標準入力電圧 VIN:15VV_{IN} : 15 \mathrm{V}
  • 最大入力電圧 VIN(max):15VV_{IN \mathrm{(max)}} : 15 \mathrm{V}
  • 出力電圧 VOUT:150VV_ \mathrm{OUT} : 150 \mathrm{V}
  • ダイオードの順方向電圧 VF:1.5VV_F : 1.5 \mathrm{V}
  • 最大出力電力 POUT(max):39WP_{OUT \mathrm{(max)}}: 39 \mathrm{W}
  • 効率 η:70%\eta : 70 \mathrm{\%}
  • スイッチング周波数 fsw:116kHzf_{sw} : 116 \mathrm{kHz}

インダクタのインダクタンス値

資料SLVA372Cの通りに計算します。

最大出力電流(ヘッドホンアンプ用も含んで)

IOUT(max)=POUT(max)VOUT=39150=260 mA\begin{aligned} I_{OUT \mathrm{(max)}} &= \frac{P_{OUT \mathrm{(max)}}}{V_{OUT}} \\\\ &= \frac{39}{150} \\\\ &= 260~\mathrm{mA} \end{aligned}

通流率(Duty cycle)

D=1VIN(min)×ηVOUT=114×0.70150=0.93\begin{aligned} D &= 1 - \frac{V_{IN \mathrm{(min)}} \times \eta}{V_{OUT}} \\\\ &= 1 - \frac{14 \times 0.70}{150} \\\\ &= 0.93 \end{aligned}

インダクタに流れるリプル電流

ΔIL=(0.2  to  0.4)×IOUT(max)×VOUTVIN=0.2×260×103×15015=0.52 A\begin{aligned} \Delta I_L &= (0.2 ~~ to ~~ 0.4) \times I_{OUT \mathrm{(max)}} \times \frac{V_{OUT}}{V_{IN}} \\\\ &= 0.2 \times 260 \times 10^{-3} \times \frac{150}{15} \\\\ &= 0.52~\mathrm{A} \end{aligned}

インダクタのインダクタンス値

L=VIN×(VOUTVIN)ΔIL×fsw×VOUT=15×(15015)0.52×114×103×150=228 μH\begin{aligned} L &= \frac{V_{IN} \times (V_{OUT} - V_{IN})} {\Delta I_L \times f_{sw} \times V_{OUT}} \\\\ &= \frac{15 \times (150 - 15)}{ 0.52 \times 114 \times 10^3 \times 150} \\\\ &= 228~\mathrm{\mu H} \end{aligned}

なんか違和感があるので
(通流率ってこうだったかな?というアレ, 実際の回路は効率が重要というのはそれはそう。)

通流率 α は(資料chopperより)

α=Ton÷T\alpha = T_{on} \div T

昇圧チョッパの通流率(Duty)は(おなじく資料chopperより)

Vout=Vin÷(1α)V_{out} = V_{in} \div ({1-\alpha})

両辺をVinで割って

VoutVin=11α\frac{V_{out}}{V_{in}} = \frac{1}{1-\alpha}

両辺を-1乗して

(VoutVin)1=(11α)1\left( \frac{V_{out}}{V_{in}} \right) ^ {-1} = \left( \frac{1}{1-\alpha} \right) ^ {-1}

両辺を-1乗するというのは, つまりこのことで

1(VoutVin)=1(11α)\frac{1}{\left( \frac{V_{out}}{V_{in}} \right)} = \frac{1}{\left( \frac{1}{1-\alpha} \right)}1÷(VoutVin)=1÷(11α)1 \div {\left( \frac{V_{out}}{V_{in}} \right)} = 1 \div {\left( \frac{1}{1-\alpha} \right)}

分数の割り算は分母分子を入れ替ると掛け算になるので

1×(VinVout)=1×(1α1)1 \times {\left( \frac{V_{in}}{V_{out}} \right)} = 1 \times {\left( \frac{1-\alpha}{1} \right)}

1は乗法単位元だから, 1をかける計算はそれを取り除いた式と同じで

VinVout=1α\frac{V_{in}}{V_{out}} = 1-\alpha

両辺にαをたして

VinVout+α=1\frac{V_{in}}{V_{out}} + \alpha = 1

両辺から VinVout\frac{V_{in}}{V_{out}} を引いて

α=1VinVout\alpha = 1 - \frac{V_{in}}{V_{out}}

代入するとこう。
まあほとんど変わっていないけど。

α=115150=0.9\alpha = 1 - \frac{15}{150} = 0.9

ということで, 別の資料SLVA797も用意して計算してみます。

入力電流の平均値 IL(DC MAX)I_{L \mathrm{(DC~MAX)}}

IL(DC MAX)=VOUT×IOUT(MAX)VIN(TYP)×η=POUT(max)VIN(TYP)×η=3915×0.70=3.7 A\begin{aligned} I_{L \mathrm{(DC~MAX)}} &= \frac{V_{OUT} \times I_{OUT \mathrm{(MAX)}}} {V_{IN \mathrm{(TYP)}} \times \eta} \\\\ &= \frac{P_{OUT \mathrm{(max)}}} {V_{IN \mathrm{(TYP)}} \times \eta} \\\\ &= \frac{39}{15 \times 0.70} \\\\ &= 3.7~\mathrm{A} \end{aligned}

インダクタに流れるリプル電流

ΔIL(PP)=(20%40%)×IL(DC MAX)=0.2×3.7=0.74 A\begin{aligned} \Delta I_{L \mathrm{(P-P)}} &= (20 \% \sim 40 \%) \times I_{L \mathrm{(DC~MAX)}} \\\\ &= 0.2 \times 3.7 \\\\ &= 0.74~\mathrm{A} \end{aligned}

インダクタのインダクタンス値

L=VIN×(VOUT+VDVIN)ΔIL(PP)×fsw×(VOUT+VD)=15×(150+1.515)0.74×114×103×(150+1.5)=160 μH\begin{aligned} L &= \frac{V_{IN} \times (V_{OUT} + V_D - V_{IN})} {\Delta I_{L \mathrm{(P-P)}} \times f_{sw} \times (V_{OUT} + V_D)} \\\\ &= \frac{15 \times (150 + 1.5 - 15)}{0.74 \times 114 \times 10^3 \times (150 + 1.5)} \\\\ &= 160~\mathrm{\mu H} \end{aligned}

以上の計算からインダクタのインダクタンスLLL=200 μHL = 200 ~\mu H とします。

昇圧コンバーターをブレッドボード上に試作する

  • コントローラはMB3759(富士通製TL494のセカンドソース)
  • ダイオードはER504(ファストリカバリーダイオード)
  • インダクタにトロイダルコイル 100μH9Aを2つ接続して200μH200 \mathrm{\mu H}
  • 負荷にin-9を13本接続

実験回路
実験回路
インダクタ
インダクタ

TK30J25D / 東芝製NチャネルMOSFET

スイッチング素子: TK30J25D

  • ゲート入力電荷量 Qg=100nC  (VDD=200V,VGS=10V,ID=30A)Q_g = 100 \mathrm{nC} ~~ (V_{DD} = 200 \mathrm V, V_{GS} = 10 \mathrm V, I_D = 30 \mathrm A)
  • オン抵抗 RDS(ON)=0.046ΩR_{DS(ON)} = 0.046 \mathrm \Omega

入力15.05V, 出力 151V, 134mA, だいたい 20W

  • ゲート抵抗 Rg=10ΩR_g = 10 \Omega

  • MB3759のタイミングキャパシタ CT=2200pFC_T = 2200 \mathrm{pF}

  • MB3759のタイミング抵抗 RT=4.7kΩR_T = 4.7 \mathrm{k \Omega}

  • スイッチング周波数fosc=1.24.7×0.0022=116kHzf_{osc} = \frac{1.2}{4.7 \times 0.0022} = 116 \mathrm{kHz}

  • ch.1 MOSFETのゲート波形

  • ch.2 MOSFETのドレイン波形

    scope
    scope
    scope
    scope

結果

  • Vin=15.05VV_{in} = 15.05 \mathrm V
  • Iin=1.93AI_{in} = 1.93 \mathrm A
  • Pin=15.05×1.93=29.05WP_{in} = 15.05 \times 1.93 = 29.05 \mathrm W
  • Vout=150VV_{out} = 150 \mathrm V
  • Iout=0.135AI_{out} = 0.135 \mathrm A
  • Pout=150×0.135=20.25WP_{out} = 150 \times 0.135 = 20.25 \mathrm W
  • 効率 η=Pout÷Pin=20.25÷29.05=0.70\eta = P_{out} \div P_{in} = 20.25 \div 29.05 = 0.70

効率70%は雑に決めた値が当たった。 インダクタは触れられないくらいの温度になるがヒートシンクはまだ触れられる。

損失

Pd=RDS(ON)Iavg=0.046×1.93A=88.8mW\begin{aligned} P_d &= R_{DS(ON)} \cdot I_{avg} \\\\ &= 0.046 \times 1.93 \mathrm A \\\\ &= 88.8 \mathrm {mW} \end{aligned}

これの他に過度損失があるけどかんがえない。

ゲートドライブ電力

Pdg=QgVGSfswPdg=100×109×15×116×103=174mW\begin{aligned} P_{dg} &= Q_g \cdot V_{GS} \cdot f_{sw} \\\\ P_{dg} &= 100 \times 10 ^ {-9} \times 15 \times 116 \times 10^{3} \\\\ &= 174 \mathrm {mW} \end{aligned}

うーん。チェンジ

TK13E25D / 東芝製NチャネルMOSFET

スイッチング素子: TK13E25D

  • ゲート入力電荷量 Qg=25nC  (VDD=200V,VGS=10V,ID=13A)Q_g = 25 \mathrm{nC} ~~ (V_{DD} = 200 \mathrm V, V_{GS} = 10 \mathrm V, I_D = 13 \mathrm A)

  • オン抵抗 RDS(ON)=0.19ΩR_{DS(ON)} = 0.19 \mathrm \Omega

  • ch.1 MOSFETのゲート波形

  • ch.2 MOSFETのドレイン波形

    scope
    scope
    scope
    scope
    scope
    scope

結果

  • Vin=15.05VV_{in} = 15.05 \mathrm V
  • Iin=1.90AI_{in} = 1.90 \mathrm A
  • Pin=15.05×1.90=28.6WP_{in} = 15.05 \times 1.90 = 28.6 \mathrm W
  • Vout=150VV_{out} = 150 \mathrm V
  • Iout=0.134AI_{out} = 0.134 \mathrm A
  • Pout=150×0.135=20.1WP_{out} = 150 \times 0.135 = 20.1 \mathrm W
  • 効率 η=Pout÷Pin=20.1÷28.6=0.70\eta = P_{out} \div P_{in} = 20.1 \div 28.6 = 0.70

損失

Pd=0.19×1.90A=361mW\begin{aligned} P_d &= 0.19 \times 1.90 \mathrm A \\\\ &= 361 \mathrm {mW} \end{aligned}

これの他に過度損失があるけどかんがえない。

ゲートドライブ電力

Pdg=25×109×15×116×103=43.5mW\begin{aligned} P_{dg} &= 25 \times 10 ^ {-9} \times 15 \times 116 \times 10^{3} \\\\ &= 43.5 \mathrm {mW} \end{aligned}

トランス設計

ここから本来の目的である正負15V電源の設計。
試作した昇圧コンバーターのインダクタをギャップ付きトランスにして2次側巻き線から正負15Vを取り出す。

トランス1次側はMB3759で安定化しているので, トランス2次側の非安定化出力を可飽和リアクトル(マグアンプ)で安定化する。
検索すると東芝フェライト製 MT12S115 がアマゾンにあったのでそれを使う。

swps schematic
swps schematic

計算からトランスの1次側インダクタンスは L=200μHL = 200 \mu H

  • 入力電圧 Vin:15VV_{in} : 15 \mathrm{V}
  • 出力電圧(非絶縁, in-9用) Vout1:150VV_{out1} : 150 \mathrm{V}
  • 出力電圧(入出力間絶縁, ヘッドホンアンプ用) Vout2:+15V,0.3AV_{out2} : +15 \mathrm{V}, 0.3 \mathrm{A}
  • 出力電圧(入出力間絶縁, ヘッドホンアンプ用) Vout3:15V,0.3AV_{out3} : -15 \mathrm{V}, 0.3 \mathrm{A}
  • 出力電圧 Vout:150VV_{out} : 150 \mathrm{V}
  • ダイオードの順方向電圧 VF:1.5VV_F : 1.5 \mathrm{V}
  • 出力電力 Po:30WP_o: 30 \mathrm{W}
  • 効率 η:70%\eta : 70 \mathrm{\%}
  • スイッチング周波数 fsw:116kHzf_{sw} : 116 \mathrm{kHz}
  • 通流率(Duty cycle) D:0.93D : 0.93
  • インダクタのインダクタンス L:200μHL : 200 \mu H

TDK PC44PQ32/30コアを使いますが,
PC44 PQ32/30コアのデーターシートが見つからないのでPC47PQ32/30コアのデーターシートを代わりに使います。
(ギャップ付きトランスなのでコア材の差は大きく影響しなくなると思う)

出典: TDK PC47PQ32/30コアのデーターシート
出典: TDK PC47PQ32/30コアのデーターシート

PC47PQ32/30Z 性能諸元

  • 実効断面積 Ae=161 mm2A_e = 161 ~\mathrm{mm^2}
  • AL値(ギャップ付) ALvalue=160 nH/N2AL_\text{value} = 160 ~\mathrm{nH / N^2}

一次側巻線数Npの算出

ALvalue=200 nH/turns2AL_\text{value} = 200~\mathrm{nH / turns^2} とすると

Np=LpALvalue=200 μH200 nH/turns2=200 μH0.2 μH/turns2=31.6 turnsNpは32ターン\begin{aligned} N_p &= \sqrt{\frac{L_p}{AL_\text{value}}} \\\\ &= \sqrt{\frac{200 ~\mathrm{\mu H}}{200 ~\mathrm{nH / turns^2}}} \\\\ &= \sqrt{\frac{200 ~\mathrm{\mu H}}{0.2 ~\mathrm{\mu H / turns^2}}} \\\\ &= 31.6 ~\mathrm{turns} \\\\ &\Rightarrow {N_p\text{は32ターン}} \end{aligned}

Lp=200 μH=200000 nHNp=32 turnsALvalue=200000/322=195.3 nH/turns2NI=Np×Ippk=32 turns×3.377 A=108.064 Aturns\begin{aligned} L_p &= 200 ~ \mathrm{\mu H} = 200 000 ~ \mathrm{nH}\\ N_p &= 32 ~ \mathrm{turns} \\ AL_\text{value} &= 200 000 / 32^2 = 195.3 ~ \mathrm{nH / turns^2} \\ NI &= N_p \times I_ppk \\ &= 32~\mathrm{turns} \times 3.377~\mathrm{A} \\ &= 108.064~\mathrm{A \cdot turns} \end{aligned}

出典: TDK PC47PQ32/30コアのデーターシート
出典: TDK PC47PQ32/30コアのデーターシート

うーん。もうちょっと。

ALvalue=400 nH/turns2AL_\text{value} = 400~\mathrm{nH / turns^2} とすると

Np=LpALvalue=200 μH400 nH/turns2=200 μH0.4 μH/turns2=22.4 turnsNpは23ターン\begin{aligned} N_p &= \sqrt{\frac{L_p}{AL_\text{value}}} \\\\ &= \sqrt{\frac{200 ~\mathrm{\mu H}}{400 ~\mathrm{nH / turns^2}}} \\\\ &= \sqrt{\frac{200 ~\mathrm{\mu H}}{0.4 ~\mathrm{\mu H / turns^2}}} \\\\ &= 22.4 ~\mathrm{turns} \\\\ &\Rightarrow {N_p\text{は23ターン}} \end{aligned}

Lp=200 μH=200000 nHNp=23 turnsALvalue=200000/232=378 nH/turns2NI=Np×Ippk=23 turns×3.377 A=77.671 Aturns\begin{aligned} L_p &= 200 ~ \mathrm{\mu H} = 200 000 ~ \mathrm{nH}\\ N_p &= 23 ~ \mathrm{turns} \\ AL_\text{value} &= 200 000 / 23^2 = 378 ~ \mathrm{nH / turns^2} \\ NI &= N_p \times I_ppk \\ &= 23~\mathrm{turns} \times 3.377~\mathrm{A} \\ &= 77.671~\mathrm{A \cdot turns} \end{aligned}

出典: TDK PC47PQ32/30コアのデーターシート
出典: TDK PC47PQ32/30コアのデーターシート

これでいいや。

二次側巻線数Ns1, Ns2の算出

とりあえず Ns1=Ns2=6 turnsN_{s1} = N_{s2} = 6~\mathrm{turns} とする。

トランス設計(構造設計)

資料rohm1のとおりに進める。

ボビンの選定

CPV-PQ32/30を使うことにする。

CPV-PQ32/30
CPV-PQ32/30
出典: CPV-PQ32/30-1S-12P-Z Drawing

有効巻枠の確認

  • 巻き幅 18.67mm
  • 巻き高さ (26.57mm - 13.97mm) / 2 = 6.3mm

沿面距離とバリアテープ

  • 動作電圧: 200V
  • 汚染度合: 2
  • 材料群:Ⅲa(CTI<400)
  • IEC60950に基づく必要な最低沿面距離
    基礎絶縁:2.0mm
    強化絶縁:4.0mm(基礎絶縁×2) ←今回の設計では強化絶縁とする

ボビンの有効巻き幅は上下のバリアテープの幅を2mm,4mm確保して 18.672.04.0=12.67mm18.67 - 2.0 - 4.0 = 12.67 \mathrm{mm}

線材の選定

ここから資料rohm2のとおりに進める。

計算がめんどくさくなったので, トランスの一次側電流はだいたい 4A4 \mathrm A に決めた。

一次側巻き線線径(3並列)

線径=2×実効電流巻線本数×π×電流密度線径 = 2 \times \sqrt{\frac{実効電流}{巻線本数 \times \pi \times 電流密度}}

今回は電流密度は 7 A/mm27~\mathrm{A/mm^2}, 3並列 として

ϕNp=2×43×π×7=0.49mm\phi_{Np} = 2 \times \sqrt{\frac{4}{3 \times \pi \times 7}} = 0.49 \mathrm{mm}

となるので, 使用線材はマグネットワイヤ 2種UEW0.5mm(最大仕上がり外形 0.542mm)とする。
ワイヤをボビンの巻き幅いっぱいに巻くと(巻き幅に1%の余裕を見込んで)

12.670.542×1.01=23turns\frac{12.67}{0.542 \times 1.01} = 23 \mathrm{turns}

丁度よろしい。
(実際はこうなるために条件をいじりました)

二次側巻き線線径

使用線材は2UEW0.6mmとする。

トランス仕様決定

23turnsを3で割ると半端が出る加減で4層に分割する。
よって1層6turn巻きを4層トリファイラ巻きで1次側24turnsにする。

  • 1層目: 1次側, UEW0.5, 6回巻き, 3並列巻線
  • 2層目: 1次側, UEW0.5, 6回巻き, 3並列巻線
  • 3層目: 1次側, UEW0.5, 6回巻き, 3並列巻線
  • 4層目: 1次側, UEW0.5, 6回巻き, 3並列巻線
  • 5層目: 2次側, UEW0.6, 6回巻き, 2セット

すべての巻き線は上から見て時計回りの方向に巻く。

ギャップ長の算出

  • Np=24turnsN_p = 24 \mathrm{turns}
  • Lp=200μH=200000nHL_p = 200 \mathrm{\mu H} = 200000 \mathrm{nH}

ALvalue=LpNp2=200000242=347nH/turns2\begin{aligned} AL_\text{value} &= \frac{L_p}{ {N_p} ^ 2 } \\\\ &= \frac{200000}{ 24 ^ 2 } \\\\ &= 347 \mathrm{nH / turns^2} \end{aligned}

なのでAL-value vs エアギャップ長のグラフから
0.6mm(Center pole gap)のようだ。

出典: TDK PC47PQ32/30コアのデーターシート
出典: TDK PC47PQ32/30コアのデーターシート

いちおう計算すると
(真空の透磁率μ0=4π×107\mu_0 = 4 \pi \times 10^{-7})

g=μ0×Ae×Np 2L=4π×107×161×106×242200×106=4π×161×242200×107×106106=370944200π×107×106106=1855×π×107=5828×104×103=0.58×103 m=0.58 mm (Center pole gap),0.29 mm (Spacer gap)\begin{aligned} \ell_g &= \frac{\mu_0 \times A_e \times N_p ~ ^2}{L} \\\\ &= \frac{4 \pi \times 10^{-7} \times 161 \times 10^{-6} \times 24^2}{200 \times 10^{-6}} \\\\ &= \frac{4 \pi \times 161 \times 24^2}{200} \times \frac{10^{-7} \times 10^{-6}}{10^{-6}} \\\\ &= \frac{370944}{200} \pi \times \frac{10^{-7} \times \cancel{10^{-6}}}{\cancel{10^{-6}}} \\\\ &= 1855 \times \pi \times 10^{-7} \\\\ &= 5828 \times 10^{-4} \times 10^{-3}\\\\ &= 0.58 \times 10^{-3} ~\mathrm{m} \\\\ &= 0.58 ~\mathrm{mm} ~ \text{(Center pole gap)}, 0.29 ~\mathrm{mm} ~ \text{(Spacer gap)} \end{aligned}

ポリエステルフィルム粘着テープ No.631S #25 黄色」の厚みは0.05mmなので
0.29÷0.05=5.80.29 \div 0.05 = 5.8 となって, コア間に6枚重ねることにする。

トランス製作

バリアテープは「コンビネーション粘着テープ673F 0.27」を
層間絶縁テープは「ポリエステルフィルム粘着テープ No.631S #25 黄色」を
使います。

bobbin
bobbin
第1層はじめ(1次側)
第1層はじめ(1次側)
第1層おわり(1次側)
第1層おわり(1次側)
第2層はじめ(1次側)
第2層はじめ(1次側)
第3層はじめ(1次側)
第3層はじめ(1次側)
第4層はじめ(1次側)
第4層はじめ(1次側)
第5層おわり(2次側)
第5層おわり(2次側)
第5層裏側
第5層裏側
巻き線おわり
巻き線おわり
コア
コア
組み立てた
組み立てた
組み立てた
組み立てた

てきとうに選んだコアだからか巻き線スペースがもう1層できるくらい余ってしまった。
もったいないけどもういい。

インダクタンス測定

インダクタンス測定
インダクタンス測定

製作したトランスの1次側インダクタンスをLCRメータで測定すると 217.3 μH217.3 ~ \mathrm{\mu H} となった。
だいたい設計通りの値に収まった。

直流抵抗測定

直流抵抗測定
直流抵抗測定
製作したトランスの1次側抵抗は1巻線を代表ではかると 0.134Ω0.134 \Omega となった。 それが3並列あるので R=0.134÷3=0.05ΩR = 0.134 \div 3 = 0.05 \Omega となる(はず)。

製作したトランスで昇圧コンバーターをブレッドボード上に試作する

スイッチング素子: TK13E25D

  • ch.1 MOSFETのゲート波形
  • ch.2 MOSFETのドレイン波形
    scope
    scope
    scope
    scope
    scope
    scope

結果

  • Vin=15.05VV_{in} = 15.05 \mathrm V
  • Iin=1.70AI_{in} = 1.70 \mathrm A
  • Pin=15.05×1.70=25.6WP_{in} = 15.05 \times 1.70 = 25.6 \mathrm W
  • Vout=150.6VV_{out} = 150.6 \mathrm V
  • Iout=0.136AI_{out} = 0.136 \mathrm A
  • Pout=150.6×0.136=20.5WP_{out} = 150.6 \times 0.136 = 20.5 \mathrm W
  • 効率 η=Pout÷Pin=20.5÷25.6=0.80\eta = P_{out} \div P_{in} = 20.5 \div 25.6 = 0.80

効率 η=80%\eta = 80 \% 達成!!

電源装置をブレッドボード上に試作する

こんな感じです。

swps
swps

スイッチング素子: TK13E25D

scope
scope
scope
scope

150V出力しながら, +-15V正負両電源もきちんと制御できている。

巨人版ヘッドホンアンプキットを接続して音を聞いてみると
一言でいうと「透明」かな。

しかしながら無音の時のノイズが気になる。
このノイズはヘッドホンを耳から外しても鳴っているので, 試しに部品をおさえてみるとましになった。

昇圧コンバーターの回路トポロジーの関係で放熱板がホットエンドになるし, トランスにショートリングを入れていないから漏れ磁束が周囲の電線と鎖交しているでしょうね。
また今度基板に実装しましょ。

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