簡易型 電圧可変±両電源の製作

ここ暫く、携帯型HPA製作で忙しい。
やはり、「LT1112の明るい音色」+「2SA999/2SC2320の丸いパワフル音圧」が良いようだ。
ファン急増 はうれしいのだが、無償譲渡も限度がありそうだ。

突然だが、
1.「J-FETを使った、素晴らしい音のアンプを作ってみたい」
2.性能の良いオーディオアンプを作る上で、±両電源は必需品である(あろう)
  そしてアンプ特性チェックで可変電圧が必要(私は計測器を持ってないので耳が頼り)
3.(何でも)コンパクトに仕上げてみたい

という訳で(説明に全くなっておりませんが・・・)『簡易型 電圧可変±両電源の製作』です。

説明は後にして、(例によってトラブル山積で)完成したツールがこれである。
PowerSup_11

考えたこと (殆どは上記3.に帰着する)
・可変電圧は「電圧可変型3端子レギュレータ」を使おう。

・問題はマイナス電圧だ。トランスや平滑回路は大きい。
 トランスを使わず、AC-DCアダプタの単電源から作れないか?
 ⇒「チャージポンプ(LTC1144)」なるものを使ってみよう。

・このチャージポンプの性能がこの機器の能力上限を決めそうなので出力電圧能力は?
 ⇒2V~18Vとあるので3端子レギュレータ後はマイナス2V程度なので上限は16V程度か。

・24V出力のDCアダプタでも良いが、低い電圧では12Vの物も使いたいかな?

・元電圧や出力電圧をモニタできるツールが良いね。
 ⇒PICのADで電圧を計測、表示しよう

・コンパクトな機器にするのには3端子レギュレータの発熱処理がネック
 ⇒ヒートシンクをケースの外に出そう。共有できればサイズも小さいだろう。

今回、「奮戦」する(と思われる)技術的要件
・チャージポンプは使用したことあるが、電流が少し足りなさそう。どうしようか・・・
・PICでマイナス電圧をどうやって計測するか?(オペアンプのオフセット電圧)

結果
1)回路図
PowerSup_9
・初段の3端子レギュレータの出力は12Vにしました。15Vも可能ですが、
 とりあえずは±9V程度を上限ターゲットに下げました。
・プラス側電圧は正電圧可変型3端子レギュレータLM317で調整します。
・マイナス側電圧はチャージポンプLTC1144のマイナス電圧を負電圧可変型3端子レギュレー
タLM337で調整します。電流容量を考慮し、データシート記載の並列に2個設置。
・プラス側電圧はOPアンプで減圧後、PICで計測します。
・マイナス側電圧は電圧シフト機能を有するOPアンプで減圧、シフト後、PICで計測します。
・×が付いている部分は例によってのトラブルです。説明は後ほど・・・・

2)各パーツの外観
・電源部基板:コンデンサとチャージポンプ      ・計測部基板:OPアンプとPIC
PowerSup_1   PowerSup_3

・レギュレータ、調整&表示部              ・裏面
PowerSup_4   PowerSup_5

3)動作状況
PowerSup_6   PowerSup_7
プラス+、マイナス-の電圧を表示します       アダプタ供給の元電圧を表示します

奮戦トラブル記

1.チャージポンプLTC1144の並列使用はご法度!
 PowerSup_2
 電流容量のUP(LTC1144は定格500mA)を狙い、LTC1144を並列使用する回路にしたが、
 発熱(多分、発振)を起こして短時間であの世行きを3個をやってしまった。
 データシートを見ると同期回路が書いてあるが、「MUST」の表記が無い?。失敗した・・・!!

 いやーーー。このトラブルは根が深く原因が掴めませんでした。
 (頭が真っ白)
 一時はツール製作が頓挫したと観念しました。


2.LM317,LM337は、「出力が筐体接続されてます
PowerSup_8
私のような設計で、「共通ヒートシンク接続」すると短絡します。
伝熱シールで絶縁し、ワイヤーで縛り付けました。 超カッコ悪いです。

3.OPアンプの出力が計算と合わない
 マイナス側の減圧+オフセットはうまく行った。
 ところが、何の問題が無いはずのプラス側計測がトラブル。
 今の時点で理屈で解決していません。3ピンの電圧計測で結果オーライ・・・
 とりあえず回路図を修正してます。   再度調査します。

まとめ

本日夕方にトラブルを解消させ、やっとのことでこのブログを書いています。

私の頭のヘッドフォンからは、「SmoothJAZZ」(Webラジオ)が響いています。

構成: 自作PC - iTunes(SmoothJazz)、 USB-DAC(PMC2702)ディスクリートHPA⇒(統合器)

この超素晴らしい音(殆ど無料)でJAZZが聴けるのは、元はPCとiTunesのおかげですが、
USB-DACとHPAの特筆した性能があるからでしょう。
・・・
・・・
この電源機器を有効に使ってJ-FETアンプにトライしなくては・・・・

あ・・・ また忘れてました。 PICのプログラムです。参考まで。

=================================================================
program Power_Supply

'* Device Flags1: _CP_OFF,_CCP1_RB3,_DEBUG_OFF,_WRT_ENABLE_OFF,_CPD_OFF,
'* _LVP_OFF,_BODEN_OFF _MCCR_OFF,_PWRTE_OFF,_WDT_OFF,_INTRC_IO
'* Device Flags2: _IESO_OFF,_FCMEN_OFF

'dim i as integer
dim vin1 as integer
dim vin2 as integer
dim vin3 as integer

dim MainVolt as float
dim Pvolt as float
dim Mvolt as float

dim iMainVolt as integer
dim iPvolt as integer
dim iMvolt as integer

dim sVin as string[13]
dim wVin as string[4]

main:
OSCCON = %01100000 '//4MHz
PORTA = %00000000 '//PORTAの中身をきれいにする
PORTB = %00000000 '//PORTBの中身をきれいにする

'//
ANSEL = %00000111 '//RA0 & RA1 & RA2 is ANALOG INPUT
'//
TRISA = %00000111
'//
TRISB = %00000000

'ADCON1 = %00100000
ADCON1.ADCS2=1
ADCON0.ADCS1=0
ADCON0.ADCS0=1
'//ADCON1.VCFG1=1; //Vref+ is Vref+(RA3),RA3 Vref+ is 4.096V = 1023
ADCON1.VCFG1=0 '//Vref+ is AVdd
ADCON1.VCFG0=0 '//Vref- is AVss

'//LCD Init
Lcd_Config(PORTB,3,2,1,0,PORTB,6,4,5)
'Lcd_Init(PORTB)
Lcd_Cmd(Lcd_Cursor_Off)
Lcd_Cmd(LCD_CLEAR)

Lcd_Out(1,1,"PowerSup by Iga")

'//2秒待つ
Delay_ms(2000)
Lcd_Cmd(LCD_CLEAR)

lop:

vin1 = ADC_Read(0)
iPvolt = vin1
Delay_ms(50)

vin2 = ADC_Read(1)
iMvolt = vin2
Delay_ms(50)

vin3 = ADC_Read(2)
iMainVolt = vin3
Delay_ms(50)

MainVolt = vin3 / 1023 * 5.00 * 6.8828 - 0.0628
iMainVolt = MainVolt * 10

Pvolt = vin1 / 1023 * 5.00 * 4.7094
iPvolt = Pvolt * 10

Mvolt = (vin2 / 1023 * 5.00) * (vin2 / 1023 * 5.00) * (-1.3084)

Mvolt = Mvolt + 1.6389 * (vin2 / 1023 * 5.00) - 3.4837
iMvolt = Mvolt * 10

Lcd_Cmd(LCD_CLEAR)
FloatToStr(MainVolt,sVin)
Lcd_out(1,1,"Main=")
Lcd_out(1,6,sVin)
'Lcd_Out(2,13,"(V)")
Delay_ms(200)

Lcd_Cmd(LCD_CLEAR)

FloatToStr(PVolt,sVin)
Lcd_out(1,1,"+:")
Lcd_out(1,7,sVin)
'Lcd_Out(2,13,"(V)")

FloatToStr(MVolt,sVin)
Lcd_out(2,1,"-:")
Lcd_out(2,6,sVin)
'Lcd_Out(2,15,"(V)")

PORTA.7 = 0
PORTA.7 = 1
Delay_ms(100)
PORTA.7 = 0

Delay_ms(1000)

goto lop

end.


テーマ : オーディオ
ジャンル : 趣味・実用

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電気オンチが始めた自作オーディオです
2010/3/17 電子工作をプラスしました。

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