センタータップ付き巻線から交流直流両方欲しい

質問

表題の通りなのですが、6.3-0-6.3Vの巻線をもつトランスで、6.3VDCと6.3VACの両方が欲しい時、添付した画像のような回路を作ればできるでしょうか？もっと良い回路があればお教えください。

回答No.7

bogen55 · ベストアンサー

書き込みを見ていると、肝心なリプル電圧について何もコメントがありません。
もしかするとリプル電圧の測定ができないんでしょうか？
そうすると、直流点火の効果は全くわかりませんが？
ハムに悩まされているとゆうことは、リプル電圧が大きすぎるか配線が悪いのかどちらかでしょう。
ヒーター配線は、添付図のようになっていますか？
ヒーター配線をシャーシーにところかまわず落とすと、アースループが多重ループになって、ハムに悩まされることになります。

トランスの電流容量ですが、直流点火の場合、トランスに流れる交流電流は約2倍になります。
添付図の場合だと、上側は0.15A×(12AU7の本数）ですが、下側は0.3A×(12AU7の本数）です。

補足

そうですね、リップル電圧を測る術がありません。私の安物テスターでは測定できませんでしたので、ちょっと良いものを買おうと思っています。

繋ぎかたですが、おおむね添付の図の通りなのですが、6L6GCはそれぞれの6.3Vタップから一本ずつではなく、片方の6.3Vタップから二本とも並列に取り出しています。

回答No.12

bogen55

ヒーターが原因となるハム・ノイズは、
・ヒーター電流の電磁誘導（マグネチック・ハム）
・ヒーター－カソード間の絶縁不良とヒーター・エミッション
が主な原因です。
もちろん、アースが多重ループになっていないことが大前提です。
多重ループになっていると、そこから出た磁束がグリッドに飛びつき電磁誘導で大きなハム・ノイズを発生します。
きれいな直流で点火すれば大丈夫なんですが、リプルが大きいとリプルの周波数（高調波）で50/60Hzで駆動したときよりも大きなノイズに悩まされます。
交流点火もやってみて、直流点火と比べてみたらどうでしょうか？
経験上μの小さい12AU7で、交流点火のハム・ノイズに悩まされたことがないんですが。

お礼

結果的に6L6GCを交流点火、12AU7を直流点火でハムノイズは消滅しました。入力オープンでボリューム最大にしてもまるで聴こえないので大したものです。
ここまでいろいろとありがとうございました。

回答No.11

bogen55

> 実装の都合上、6.3VDC用の平滑ユニットが左右あわせて２つあるのですが、
> １つの6.3-0-6.3V巻き線からセンタータップ式全波整流で左右にそれぞれ取り出すとき、
> アースは左右どちらかのユニットから落とせば大丈夫ですか？
> おそらく両方アースを落とすとループができてしまう気がします。
センタータップ式両波整流回路がヒーターだけを駆動する場合は、ANo.7のようにセンタータップをシャーシーに落とせばOKです。
ヒーターだけでなく、他の回路（位相反転段の差動増幅器など）も駆動する場合は、他の回路を駆動するのは片側の両波整流回路とし、その最後の電解コンデンサのところで、シャーシーに落とせばOKです。

お礼

ありがとうございました。だいぶ理解が進みました。感謝です。

ちなみに今更ですが、やっと3.5Aの件がしっかり理解できました。
6.3-0-6.3V@3.5A＝44.1VAで考えれば良いわけですね。
6.3-0V@3.5A＝22.05VA
0-6.3V@3.5A＝22.05VA
合計44.1VA
こうしてしっかり電圧まで考えて容量を数字にするとよくわかりました。

回答No.10

bogen55

> しかし、6.3V-0と0-6.3Vそれぞれが3.5Aの容量を持っているという認識でよいのですね？
それでOKです。

> どうも交流の理解が私には極端に難しいようで必死に勉強しております。
Amazonで検索するとこの本が良さそうです。
「文系でもわかる電気回路 第2版 “中学校の知識"ですいすい読める」
https://www.amazon.co.jp/dp/4798150762
この本は購入したんですが、電気課程の初心者向けで、難しい式は証明無しで天下りになってます。
「6日でマスター!電気回路の基本66」
https://www.amazon.co.jp/dp/4274210634

お礼

ありがとうございます。やってみます。

そうしますともう１つアドバイスをいただきたいのですが、実装の都合上、6.3VDC用の平滑ユニットが左右あわせて２つあるのですが、１つの6.3-0-6.3V巻き線からセンタータップ式全波整流で左右にそれぞれ取り出すとき、アースは左右どちらかのユニットから落とせば大丈夫ですか？おそらく両方アースを落とすとループができてしまう気がします。

回答No.9

bogen55

> 巻き線の容量が3.5Aで、6L6GCのヒーターは0.9Aなので、合計3.6Aになってしまうので、
> その方法は危険だと思っているのですが、大丈夫でしょうか？

巻き線は、6.3V-0V-6.3V・3.5Aですよね。
だったら、6.3V-0Vの方に6L6GC2本、0V-6.3Vの方に6L6GC2本つなげば、両方とも1.8Aで3.5Aに対し充分余裕があると思います。
センタータップ付トランスの使い方は、普通は負荷をバランスさせると思うんですが、何故アンバランスに使いたがるんでしょうか?

補足

申し訳ありません、わざわざアンバランスにしていたわけではなく内部配線の都合もありましたが、その普通がわからなくて質問していました。
どうも交流の理解が私には極端に難しいようで必死に勉強しております。

とりあえず、巻き線全体の合計が3.5Aなのだと理解していました。しかし、6.3V-0と0-6.3Vそれぞれが3.5Aの容量を持っているという認識でよいのですね？

回答No.8

bogen55

> 繋ぎかたですが、おおむね添付の図の通りなのですが、
おおむねが問題で、くれぐれもアースループを多重ループにしないようにして下さい。

> 6L6GCはそれぞれの6.3Vタップから一本ずつではなく、片方の6.3Vタップから二本とも並列に取り出しています。
それだったら、片側の6.3-0-6.3Vの巻線からすべての6L6GCのヒ－ターを取ったらよいでしょう。
空いた6.3-0-6.3Vの巻線で整流して直流点火するか、センタータップをアースして、12.6Vで12AU7を交流点火すると良いです。

補足

巻き線の容量が3.5Aで、6L6GCのヒーターは0.9Aなので、合計3.6Aになってしまうので、その方法は危険だと思っているのですが、大丈夫でしょうか？

回答No.6

bogen55

失礼しました。
本物のセンタータップ付き巻線だったんですね。
「１つの巻線を交流用、もう１つを直流用とできればよかった」って、無関係だと思うんですが。
多重ループを作らないように、交流負荷はトランス巻線から撚り合わせた2本線でヒーターに配線します。
そうして、電流に余裕がある巻線で両波整流すればOKです。
両波整流したときは、平滑コンデンサの出口でシャーシーにアースします。
同時に取っている交流負荷は、シャーシーにアースしせん。
交流負荷もシャーシーにアースすると、多重ループになって直流点火の意味が無いです。
交流負荷だけの巻線のほうは、トランスのセンタータップをシャーシーにアースします。

リプル電圧と直流出力電圧は測定すればOKです。
これをシミュレーションしようとするとものすごく大変です。
まずトランスの無負荷時1次対2次の電圧比（つまり巻線比）を測定により求め、次に励磁電流から1次インダクタンス、1次と2次の巻線抵抗を測定で求めます。
これでトランスモデルができるから、平滑コンデンサの静電容量と等価直列抵抗をLCRメータで求めます。
これでようやくシミュレーションの準備ができたわけです。
言い換えれば、ある程度正確にシミュレーションするには上記は必須のパラメータです。
こんなことをするよりも、回路を組んでリプル電圧と直流出力電圧を測定した方が速いです。

ダイオードですが、ショットキーダイオードの場合は、逆耐圧と逆漏れ電流に注意します。
逆耐圧は、60V以上がよいでしょう。
とゆうのは、交流電源には必ずサージ電圧が入ってくるんで、40V以下の耐圧ではほとんど飛びます。
逆漏れ電流が大きな物を、ヒートシンク無しで使うと、熱暴走することがあります。
ファストリカバリダイオードには、パワー半導体用の安価なウエハーで作られた物と、IC用の高価なウエハーで作られた物の2種類があります。
安価なウエハーで作られた物は、リカバリタイムと順方向電圧降下がトレードオフになっていて、順方向電圧降下が大きいから使用は薦められません。
IC用の高価なウエハーで作られた物は、「超高速ダイオード」とか「高効率ダイオード」とか呼ばれて、順方向電圧降下は一般整流用と同程度だから、これならOKでしょう。
秋月で探すと、両波整流用に2素子入りのこんなのがありました。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-09925/
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-07909/
「センタータップ付のトランスで全波整流をするのに便利です。」って書いてありますが、一般に全波整流と言えばブリッジ整流のことです。
まぁ、部品屋に技術知識を求める人はいないからOKでしょう。
損失を計算して、1W以上になるようなら、シャーシーにシリコーングリスを塗って付けた方が良いでしょう。
なお、損失計算の時は、t/T=1/6で余裕を見ればたいていOKです。

お礼

ありがとうございます。
とりあえず、mdmp2さんが提案してくれた回路を試してみます。

回答No.5

mdmp2

No.4 です。
＞一般的なセンタータップを使った全波整流で6.3VDCを作り出し、
＞6.3VACはセンタータップとどちらかの6.3V端子からとれば良い
＞という理解で合っていますか？

そのとおりです。

回答No.4

mdmp2

できます。交流側の一端をアースしないかぎり問題ありません。

私の方法
「０」をアースし、
上側の「6.3V」と下側の「6.3V」にダイオードを順方向で接続、二つのダイオードの反対側を接続して全波整流にします。
この方法ですと、
・交流側もアースすることができます。
・ダイオードが２個ですみます。

ダイオードはショットキーダイオードか、ファストリカバリダイオードが良いです。
オリジナルの回路では、コンデンサの前に抵抗が接続されているようですが、これは無いほうが良いと思います。

私も現在真空管アンプの設計中ですが、トランスのヒーター用5A x 2 が出力管だけでいっぱいになってしまいます。小さいトランスを別につけるか、スイッチング電源を使うか悩んでいるところです。

補足

つまり、一般的なセンタータップを使った全波整流で6.3VDCを作り出し、6.3VACはセンタータップとどちらかの6.3V端子からとれば良いという理解で合っていますか？

回答No.3

bogen55

> 交流を直流に整流すると√2倍の電圧になります
とゆうのは、全くの大嘘です。
まずトランスのレギュレーションがあります。
次に公称100VACの変動があります。
さらに整流ダイオードの順方向電圧降下があります。
経験があれば、ここの導通角τを仮定してEoを概算することが可能です。
http://seppotl.web.fc2.com/zht03/acdc.html
とゆうことで、基本は実測しないとわかりません。

最初に質問ですが、「6.3-0-6.3Vのセンタータップ付き巻線」は本当でしょうか？
初心者の場合、「6.3-0Vの2巻線」のトランスを0Vどおしを接続して「センタータップ付き巻線」とゆう人もいますが？
それだったら、「センタータップ付き巻線」にするには「6.3-0-6.3-0V」とし、中間の0Vと6.3Vの接続部分をセンタータップとします。
交流には位相があるから確認が必要で、オシロがあればすぐ確認できますが？
テスターでも「(6.3)-0-(6.3V)」の外側の（6.3V）間の電圧を測れば、OKです。
0Vなら接続間違い、12.6V以上ならOKです。

「センタータップ付き巻線」にしたら、各6.3V-0V巻線に交流負荷を接続し、6.3VACとします。
6.3Vと言えば真空管のヒーターでしょうから、1本だけとゆうことはないでしょう？
各巻線からバランス良く負荷を取り出すのがよろしいでしょう。
6.3VDCが欲しかったら、両波整流にします。
両波整流はブリッジ整流に比べダイオードの順方向電圧降下（約1V）が半分で済むから、6.3Vのような低圧の場合にはこうします。
また、センタータップをアースに落とせるから、ノイズの点でも安心です。
3端子レギュレータが使用できるかどうかは、リプル電圧によります。
リプルの下側電圧が3端子レギュレータの最小入出力間電圧＋出力電圧よりも大きくないと無意味です。
ただし、オシロかミリバルが無いと確認が難しいでしょう。

補足

情報が少なすぎましたね。
まず電源トランスは特注で6.3-0-6.3V 3.5Aを２つつくってもらい、それぞれ両波整流で6.3Vをつくり、6L6GCx2と12AU7を点火していました。しかしやはりリップル処理が厳しく、若干ハムが乗ってしまったため、6L6GCは交流点火、12AU7は直流点火に変えようと思い至り、今回の質問となったわけです。
１つの巻き線を交流用、もう１つを直流用とできればよかったんですが、左右あわせて6L6GCは４本ですので、１つの巻き線だと少し容量不足なので困っているわけです。
まあ、12AU7も交流点火にしてしまえばすぐ解決する話ではあります。

回答No.2

tpg0

補足質問の件

私も、真空管アンプは過去に幾つも自ら製作してますが、6.3Vのセンタータップは最初からグランドに落とすものですから、もう片方の交流6.3V出力側をグランドに落とすと短絡(ショート)させる事になります。

恐らく、交流のハム音は交流誘導電流の影響を受けているのでしょうから、ヒーターまでの配線を均等に捩るかシールド線のシールド側をグランドに落として配線するとハム音は低減すると思います。

お礼

なるほどわかりました。
とりあえず試しに配線してみます。ありがとうございました。