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2023年04月15日の記事
2023/04/15(土)整流回路の平滑コンデンサは容量が大きければいいというものではないらしい
2023/04/15 6:09
１０年近く前に、PC-9801 のBASIC で組んで公開されていた整流回路シミュレーションがあったので、手元のMZ-2500 BASIC-M25 に移植して使っています。最低限機能させるための移植なので、色々変な部分はあるんですが。。orz
引用元の書籍を紹介しようとして、手持ちの書籍を漁ったのですが、何故か見つからない。
ということで、「原作者の方、申し訳ないです・・・」ということで、、、
いずれにしても、MZ-2500だったから移植出来たのです。他の機器だったら、かなり苦しい。
ここから本題なのですが、当初は、こんなふうにしていました ↓
そして、おもむろにこのシミュレーションを動作させてみると・・・
負荷電流１Ａという、意図的に悪い動作条件を与えたんですが、こんな感じになりました。
黄色の線は電流を示しますが、正確ではないし、描画がおかしいので、とりあえず無視。
注目すべきは赤っぽい実線。
このあとに５Ｖ出力の３端子レギュレータが繋がるのですが、安定動作には7.5Ｖ以上の電圧が必要なので、14ms あたりまでは何かしらの不具合が出る可能性がある。
静電容量が大きすぎて、電圧が上がり切りません。
ということで、平滑コンデンサ C01 を下記のようにしてみました ↓
静電容量だけ変えて、他は同じ条件です。
ここまでは、安定化電源装置を動作させるための補助電源部の話で、
本当の本題は、PT2-D3-C05 で構成する、この平滑回路です ↓
22mF(22,000μF)というオーディオアンプの電源に使うような大容量電解コンデンサを当初使っていました。
安定化電源装置の最高出力電圧は２４Ｖ、最高出力電流は３Ａの設計です。
２４Ｖの安定化出力を出すためには、平滑回路の電圧は２７Ｖは欲しい。
これを安定化電源装置の設計最大電流である３Ａでシミュレーションさせると・・・
40ms あたりまで、所要の電圧にはならないことが判りました。
試行錯誤で、落ち着いたのがこれ ↓
シミュレーション結果は以下。
ギリギリ大丈夫か？ みたいな感じです。今までは経験と勘だけで適当に決めていたところだったが。。orz
Rs というのは、変圧トランスやコンデンサを結線する配線抵抗等ですが、これを正確に決めるのは難しく、代表的な値として0.5Ωと見做すことが多い模様。
恐らく、殆どのケースでは0.5Ωよりも小さく、このシミュレーションで得られる電圧よりは若干高めになると思います。
シミュレーション上の紫の実線の山と赤っぽい実線の山の間隔が広いと、それだけ電力損失が増え、整流ダイオードあたりが発熱しやすくなるのではないかと思われます。
ですが、このことがパワートランジスタの破損に直結するとは思えないです。
2023/04/15(土)複数の電源トランスを扱う場合の注意点がよく判らない・・・
2023/04/15 23:37
パワートランジスタが壊れた回路の概略図を描くとこんな感じ ↓
トランジスタの１つ、或いは２つがコレクタ・エミッタ間で短絡故障を起こしました。
電源トランスが複数あり、一次側の０Ｖ端子側、２次側の０Ｖ端子側を共に合わせて配線しています。
こうすることで、極性が合うはずと思っているんですが、
結果的に、金属ケース筺体を利用して、ダイオードブリッジの中間を共通接地にした形というアホな回路になっていたため、何かしらの循環電流が流れる感じになっていたのかもしれません。
C05 の端子間電圧が 54V になっていたり(ここは 42.5V 以上にはならないはず・・・・）、トランジスタが壊れなかったとしても、意味不明のスパークを筺体で発生させてヒューズが飛ぶ、とか起きる謎の現象もあったので、それは、この狂った配線が原因なのだろうか・・・？
いずれにしても、色々と直観的によろしくないと思うので、下記のように変更を予定しています。
ただ、これでもパワートランジスタ故障の原因が釈然としません。
破壊するとしたら、VEBOが絶対最大定格５Ｖを越えたくらいしか考えられない感じで、これが発生する条件というのがどうも判りません。。