6C33C-B ブレッドボードで少しだけ動かしてみた。

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リップルフィルターの動作確認もかねて 6C33C-B ひっぱり出してきて通電確認。とりあえずプレート電圧 172V、バイアス -60V で電流流してみた状態で確認です。aitendo のパネルメーターは 150mA あたりを指してます。データシートでは 200mA 程度流れるはずの動作点ですが、バラツキ激しいタマらしい(NOS でもないためエージング状況も不明な)のでこんなもんかも知れません。

  • AC 入力 135V(145V で巻いてもらった巻線のタップ)
  • ブリッジ整流後 183V
  • 抵抗で分圧したリファレンス電圧 179.6V
  • DC 出力 172.6V

試しに使ってみた FET は STP4NK60Z です。Vgs 7V 程度。データシートもそんな感じのグラフでした。合計約10Vドロップして、 300mA 流したとして 3W 程度の発熱。

最初はリップルフィルタのヒートシンクの熱くなる加減を見たかったのですが、写真に写ってるミニチュア管 12AX7 の何倍もある大きさなので真空管のヒーターの輻射熱もハンパじゃない状況。リップルフィルターのヒートシンクは、4.2℃/W のちょっとフィンが多いめのやつを投入して。これならいけるでしょう。というのを少な目の電流で確認したかったのですが、ヒートシンクが真空管の輻射で熱くなっちゃって調べるどころではありませんでした。というのが今日のオチ。まいった。本番のシャーシ組むときも輻射熱考えんといかんなぁ、と。単品では問題ないのですが、発熱するのもの同士が近くにあると、お互いに暖めあうのでさらに温度が上るためです。炭がいこるのと同じ感じ。ちなにみ、写真に写ってた 12AX7 も片付けるときも熱くなってました。そのなんというか自分のヒーターで暖まる以上にです。

リップルフィルター基板出来た

リップルフィルター基板来ました。今回の終段は 6C33C-B なので 180V くらいで 300mA 程度流す都合と、こんだけの部品をラグ板につけるのイヤやったので基板にした次第。

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基板は、高電圧でもいけるよう 150mm x 50mm と大きめに作ってあります。ケミコンの大きさがね、電圧高くなれば大きくなりますが、結構同じメーカーでも仕様で大きさはマチマチなんで基板は無駄にデカくなっています。ヒートシンクはクリップ型で幅50mm のを付けています。

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出力管の固定バイアスに使う負電源の確認

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今回作るアンプの電源まわりで、リップルフィルタ通さない回路が一つあります。終段の固定バイアス用の負電源です。2SJ な MOSFET かましてやればすぐ出来るのですが、手持ちが無いことと初段用のリップルフィルタならびに終段用のリップルフィルタでおなかいっぱいてなところ。とりあえずダイオード一本の整流でなんとかなりそうか LTspice さんに計算してもらいました。C 電源は 80V を半波整流してコンデンサで平滑。 緑が C1 のコンデンサ、青が 10k 負荷の電圧です。10k は、実際には手持ち 20k のボリュームでバイアス調整する予定ですが 2個使うため合計 10k です。

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グラフを拡大して見てみます。1 つめのコンデンサところでは脈流が見られますが、負荷の 10k のところでは拡大しても大丈夫そうです。出力電圧も -86~87V くらいなので丁度良い電圧です。
3k と 100u の組合せでカットオフ周波数 0.5Hz 50Hz で -40db 程度減衰するというのも 大川電子設計 様の Web 内の CRローパス・フィルタ各種計算ツールの結果グラフで確認させていただきました。とりあえず C 電源はこれで作ってみよう。

6C33C シングル用電源トランスが届きました。

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4月3日の午後、携帯からメール打ってトランスの製作依頼とお支払いを。4月6日の午前に受け取ることが出来ました。まぁ、平日不在がちなので土日の配送指定お願いします。という依頼事項も送ってましたので気をつかわせたか。形状は、真空管アンプ用なので伏型です。

  • 6.3V / 6.6A (6C33C-B No1)
  • 6.3V / 6.6A (6C33C-B No2)
  • 12.6V(センタータップ付き) / 1.0A (12AX7, 12AU7…)
  • 145V(135V タップ) / 1A (6C33C-B B電源)
  • 280V / 0.1A (ドライバ B 電源)
  • 80V / 0.1A (固定バイアス用マイナス電源)

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重さは約 4.5kg でした。 6C33C シングル用アウトプットトランス(OPT)が届きました の記事で紹介した出力トランスが 4.2kg でしたので、出力トランス * 2 + 電源トランス = 12.9kg です。シャーシの重さや部品などの重さもあるので 15kg 程度の重さあたりになるかな。

12AX7 SRPP の電圧確認

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12AX7 は双三極管なので 2 つユニットが入っていますが、特性が同じではありません。上の回路で上側のカソードの電位(OUT)がどれくらいになるか測ってみたいと思います。

ユニット A 250V -2V 1.0mA
ユニット B 250V -2V 1.4mA
と、差が結構あるタマの上下ひっくりかえしてみたときの電圧

上カソード(OUT) 上3kΩ 下3kΩ 下3kΩ + 68Ω
76.7V 0.754V 0.756V 0.772V
90.1V 0.768V 0.767V 0.785V

上側カソードの電圧ですが、上のタマと下のタマ替えるだけで差が 15V くらいあります。こんだけ差が出ると、どこで調整しましょか?という感じですなぁ

ユニット A 250V -2V 1.4mA
ユニット B 250V -2V 1.2mA
と、差が少ないタマの上下ひっくりかえしてみたときの電圧

上カソード(OUT) 上3kΩ 下3kΩ 下3kΩ + 68Ω
86.3V 0.828V 0.827V 0.843V
81.7V 0.824V 0.825V 0.847V

こういうことも気をつけないといけないんだなということを認識した日でした。

12AX7 SRPP + 12AU7 ドライバの増幅度を確認してみた

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清書してなくてすんません。今度の週末は法事などで時間なかなか取れないので、先行して blog の記事のひとつくらい書いとこというやつです。今回は 6C33C-B シングルアンプの初段とドライバの動作確認です。上のように直結の回路でどれくらい増幅するか確認です。

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入力 152mV 入れて

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出力 97.6V です。ショットノートのメモにも書いてますが、実験した直結回路では 12AX7 SRPP が 36dB 12AU7 が 20dB という結果でした。終段のドライブ出来そうですね。

ついでなので 12AX7 SRPP と 12AU7 の間をコンデンサで切って、SRPP とドライバ共に電源電圧 300V で試した結果は

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220mV くらいの入力で 180V 程度は振れました。トータル 58dB くらい。段間のコンデンサ増えますがバイアスの計算ラクですわ。ただし、組んでみたら発振しちゃったというトラブルも増えるようなので、今回は上の直結でいこうかと思います。

上のショットノートは真空管ブレッドボードでの実験結果です。実際に組むアンプの B 電圧は 320V より上げる予定ですので、上記定数がそのまま使用されるわけではありません。

昨日作った真空管ブレッドボードが(改)になった

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結構時間かかってしまいましたが、2代目真空管ブレッドボード完成。昨日の記事からの変更点は以下のとおり

  • リップルフィルターに手持ちの 300k 半固定抵抗を追加して、出力電圧を変更出来るようにした。
  • 出力電圧が変更出来るようになると FET の発熱も気になるため、 4.2℃/W のクリップ式ヒートシンクに変更
  • MT 9 ピンソケットを追加して 2 本対応にした。

真空管ブレッドボードに搭載したリップルフィルターの回路は以下のとおりです。定数は手持ち部品の都合などのため結果的にこうなってしまったというやつです。(もしこの回路を参考に組まれてアンプに組み込む場合は、半固定抵抗+15k の分圧抵抗の計算をして半固定抵抗を使わないようお願いします)

TubeBreadoard

真空管ブレッドボードに B 電源が追加されました

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真空管ブレッドボードに B 電源追加しました。平ラグに部品付けましたが、なんと申しますか地味に面倒臭いですなぁ。このへんは基板化したいとこですな。FET がソケット化されているのは、別の FET の VGS 確認とかでとっかえひっかえするためです。

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ハードコピーが小さくてすいません。オシロの画素サイズがこれなので仕方ありません。負荷に 100k/3W の抵抗を3つパラにして約10mA 流した状態で測定しました。上側は、ブリッジダイオード + 47μF の FET 入力前のリップルの様子。下が、 FET 通過後の様子。リップル取り除けています。ハードコピーでピーク 9.6mV などありますが、蛍光灯つけると 60mV が測定されたりするためブレッドボードでノイズ拾ってますかね… 結果は、前回の記事で作った表計算の結果と大差なかったので問題ありませんでした。

  • 分圧の抵抗 15kΩ : 1MΩ
  • 基準電圧のコンデンサ 4.7μF(時定数 2.2秒)
  • AC IN 244.5V
  • DC IN 333V
  • DC OUT 322.4V
  • ドロップした電圧 10.6V
  • FET 入力前のリップル 1.84Vpp

電源も実装出来たので、ミニチュア管の実験が出来るようになりました。

リップルフィルター検討2

RippleFilter20140328

大雑把なレンジでどれくらい電圧がドロップするかなどの確認をするために300, 350V あたりならこんなもんかなという表計算を作成。ブレッドボードの実験では、電圧 300V くらいあれば十分なので、リップルフィルタでの電圧ドロップは 10V 程度でとりあえず実験してみたいと思います。

ドロップさせる電圧が低いことと、12AX7 や 12AU7 でちょこっと試す分には電流も要らないので FET の放熱も気にしなくて良さそうです。

6C33C は電圧はまだ決めてませんがアイドリング 300mA 程度流す予定なので、上の表の電圧低いほうにあわせて表計算のパラメタをいじって決める予定。FET の発熱は 3W 程度になりそう。シャーシ内 40℃ くらいで放熱板の温度 60℃ くらいと仮に決めたとした概算で 5℃/W 以上の性能のヒートシンクが必要になりそうです。数百円クラスの放熱板になるのかなぁ、ちょっと通販見てみよう…

実験で使う FET は手持ちの FQPF3N90 使いますけど、本番というか 6C33C 用のリップルフィルタは今のところ STP4NK60Z がいけるか試す予定。

リップルフィルター検討

RippleFilter_01

電源のリップルフィルターを検討。検討と申しましても実用回路のため Web サイトにも数多く紹介されているものです。

上の回路は余分な部品を記入していますが、基板作るならこれくらい載せられるようにしとこか。という程度の回路。

  • R1 電源切ったときのコンデンサ放電用(不要であれば省略)
  • D6 の逆流保護ダイオードは不要(大抵 FET に内蔵されているため。スルーホールは空けとく)
  • R2, R3 分圧した電圧が MOSFET のゲート電圧になる、これが基準電圧。使用電圧にあわせて分圧比は計算必要です。( FQPF3N90 は5~6V のゲート電圧でドレイン電流が十分流れるのでそれだけ出力電圧はさらに下る)
  • R4, C2 基準電圧の立ち上げ。時定数を長くすると出力電圧の立ち上がりもゆっくりになる。(初段と2段目を直結してる時は、2段目のグリッドにかかる電圧をゆっくり上げられる) 上の例では時定数約11秒なので実際には30秒くらいで落ち着く感じかな?
  • ZD1, ZD2 ゲート、ソース間の保護用ツェナーダイオードが内蔵されていない MOSFET の場合は外付けする
  • 200V クラスで使うのか、300V クラスで使うのかで抵抗のワット数やコンデンサの耐圧などに注意すれば OK

てな感じですかね。

基板化しようと思うと

  • 整流ダイオードのパターンを 400, 500, 600mil でスルーホールあける
  • ブリッジダイオードは形状がいくつもあるので対象外にする
  • コンデンサも電圧で足のピッチがずいぶんと変るので、大・中・小のパターン必要?
  • ヒートシンクも 5~6k/W くらいのを添付しとくか

などの面倒くさい項目がたくさん出てまいります。