4P1Lプッシュプルアンプの+B電源に定電圧電源を採用しようかと思いって回路を考えてみた。
5A6プッシュプルアンプにはSG電源に簡易タイプの定電圧電源を使っているので、4P1Lプッシュプルアンプでは+B電源に適用しようかと考えたわけ。
なお、回路はこのWebページを参考にさせて頂いた。ありがとうございます。
Tr1とR1は誤差増幅回路で、Vout電圧の変動を打ち消すように働く。C3はツェナーのノイズ吸収用で、R3は電源オフ時にC3の電荷を抜くため。D5は電源オフ時におけるFETのゲート保護用。2SK3067はゲート〜ソース間に保護用のツェナーが内蔵されているのでD5は不要だが、念のために付けてある。
FETとツェナーは手持ちの活用。Tr1はVcb・Vceの耐圧が高く、hFEがある程度高いもの。2SC3790はVcboが300V、Vceoが300Vで25℃のhFEが150くらい。
1N5374Bは1mA流せば定電圧性が得られるので、R1とR3に流れる電流が1mA程度になるように設計した。
定電圧電源は入力電圧によらず出力電圧が一定となるので、電源電圧の変動に依存しない。即ち出力インピーダンスが低い。このメリットが大きいかなあ？ VRで電圧を調節できるしね。
過電流保護はつけていないが、FETリプルフィルタでも壊したことが無いので省略。トランジスタ1個と抵抗1本の回路で構成可。
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ちゃんと動作するのか不安だったのでシミュレーションを導入することにした。めのさんどうもありがとうございます。ソフトはLTspiceで、私の場合は2日で何とか使えるくらいになった。
シミュレーション用回路図。FET、Di、TrはLTspiceに用意されている似たモデルを使っている。ツェナーだけはメーカーからダウンロードしたPSpice用のモデルを使用。
電源にはトランスの巻線抵抗に相当する20Ωを適当に入れている。シミュレーション時間は30秒で、25秒経ったら電源オフ。負荷は10秒後に116mA流し、20秒後に200mAに増加。
シミュレーション結果を上記に示す。Vinに幅があるように見えるのはリプルによる。負荷の電流が増えてもVoutは約281Vを保っている。電源オフ後にC3(100uF)の電荷がR3(510K)でちんたら低下する。波形を拡大すると出力にも数mVのリプルが見える。モデルが適当なのでだいたいね。Q1のhFEが大きいほどリプルは低下するはず。
次に簡易タイプのシミュレーション回路図を作ってみた。ツェナーを複数個直列につないでいるので、出力電圧は固定となり、ぴったり希望の電圧に合わせるのは難しい。
簡易タイプのシミュレーション結果。意外に健闘。負荷をかけると出力電圧がわずかではあるが下がっている。
負荷電流の116mA→200mAへの増加で誤差増幅回路有りのほうは約0.02V、簡易タイプは約0.9Vの電圧降下だった。簡易タイプは誤差増幅が無いので電圧変動が大きい。でも真空管アンプの+B電源用と考えると、簡易タイプでも十分ではなかろうか。
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シミュレーションソフトは今まで使わずにきたんだけど意外に敷居は低い感じ。有効な助言が得られたことも大きいけれど。私は会社でHSPICEの使用経験があるので、LTspiceも導入しやすかったということもある。
組んだ回路をシミュレーションで問題ないからといって妄信するのは当然慎むべきで、シミュレーションは設計結果の検証用だ。耐圧が低い素子をうっかり使ったからといって、壊れるかどうかをシミュレートできるわけではない。
実際に試作してみないとわからないこともある。そういうことをしないで、手足を使わずに頭だけ使って云々することは避けなければならない。
