Select Your Language

免責事項

  • 本サイトの情報の利用、内容、サービスによって、利用者にいかなる損害、被害が生じても、著者は一切の責任を負いません。ユーザーご自身の責任においてご利用いただきますようお願いいたします。

    本サイトで頒布している基板およびキットは、技術者、またはそれに準ずる電気的知識をお持ちの電子工作ファンの方のためのものです。一般のオーディオファンの方のためのものではありません。
    また、頒布基板およびキットは、いかなる条件でも動作を保証するものではございませんので、あらかじめご了承ください。

    電子工作では、火傷、感電、火災などの可能性があります。十分に注意をして作業して下さい。

    営利目的のご使用は認めておりません。 記事の転載や、基板・キットの商用利用の方は、ご連絡ください。学生やサークルの学習目的でまとめてご購入する場合は特別価格でご提供させていただきます。
無料ブログはココログ

スポンサー

« オペアンプ 実測データから求めるGB積 | トップページ | North Fox Digi 再販しました。 »

2022年7月24日 (日)

アンプ電源用の大容量コンデンサ

VFA-01、ALX-03などパワーアンプ基板の電源として、これまで4700uF x 2くらいの容量を推奨してきました。

一般的に20W+20Wくらいのパワーアンプではこのくらいで十分です。たとえば市販されていたミニコンポなど50Wクラスのアンプでも3300uFから4700uF、多くて6800uFとかそんなものです。

Cap_22000uf

ですが、一部で大容量至上主義的な記事も散見され、単品コンポでも大容量コンデンサ搭載がひとつのウリとしてカタログに記載されることもしばしばありました。

 

私も大容量反対という立場ではありません。実際、大きなコンデンサを積むことでリップル電圧が小さくなる効果がありハムノイズの低減が期待できます。

一方、オーディオ用コンデンサと謳っているものは外形サイズに対して容量が少ないものが多いのも事実です。これは中のアルミ箔を厚くして瞬間的な電流の充放電特性を重視した結果と思います。

nichicon

  < 日本ケミコンの資料から抜粋 >

大容量品は薄いアルミ箔を深くエッチングして容量(箔の表面積)を稼いでいると考えらます。

 

 

フットプリント(設置面積)が同一だった場合、大容量コンデンサを選ぶべきか、瞬間電流供給能力に優れた中容量コンデンサ(オーディオ用)を選ぶべきか悩みますよね。

 

炎上を恐れずに個人的感想を書くとすると「シロウトは大容量に魅了」され「クロウトは中容量の多パラが最高」と考えている。ような気がします。私の勘違いかもしれません。けどね。

 

いづれにしても VFA-01、ALX-03のように4700uF(中容量)で十分だ! というのには自作マニアの方々の殆どが納得しないでしょう(笑)

反省してます・・・

 

 

 

秋月電子に

ふと、秋月電子の部品を見てみたら、大容量のオーディオ用コンデンサが売っていることに気が付きました。

Aki_22000uf

いいじゃないですかね。 これ。

UKW1V153MRD 15000uF 35V

UKW1E223MRD 22000uF 25V

上の写真のとおり、PRT-01に実装可能です。

 

 

 

 

10000uF 大容量ブロックコンも秋月電子に

PRT-02RTF-01の方は自立型ブロックコンデンサを使うようにしてあるので、下記のものが使用できます。

Aki_10000uf

63MXG10000MEFCSN35X40 10000uF 63V 自立型ブロックコンデンサ

50MXG10000MEFCSN35X30 10000uF 50V 自立型ブロックコンデンサ(低背タイプ)

 

 

 

 

 

PRT-01、PRT-02ともにスイッチサイエンスで売り切れておりました。

PRT-01の方は先ほど補充分を送りました。

PRT-02は私の手元にも在庫がなかったのでリピート生産基板が到着するまでお待ちください。 8月中旬~下旬には補充できるかと思います。

 

よろしくお願いします。

 

 

 

追記=================================

アイドリング電流にも依存

leviさんからご指摘がありましたとおり、リップル電圧はコンデンサ容量の他、アンプのアイドリング電流にも大きく左右されます。

Ripple_sch

こんな回路でシミュレーションしてみました。

 

消費される電流が100mA、200mA、500mA、1Aのときにリップル電圧がどうなるか見てみました。

まずはC1=4700uFのとき。

Ripple4700uf

上段が消費する電流波形=R2に流れている電流です。

下段がリップル電圧です。

どちらも黄緑色が100mA時。青が200mA。赤が500mA。水色っぽいのが1Aです。

1A時にはPeak-to-Peakで1.8Vほどのリップル電圧が見えています。

 

 

 

 

続いてC1=15000uFの時です。

Ripple15000uf

1A時はPeak-to-Peakで0.9Vほどのリップル電圧です。15000uFの方がアイドリング電流を大きくしてもリップル電圧が増えにくいことが判ります。

このように、整流回路のコンデンサの容量が大きいほど電源のリップル電圧が小さくなるというのが表向きのメリットです。正弦波で計測する歪率に僅かながら影響を及ぼします。

 

しかし、音質的に得られる最大のメリットはコンデンサに大きなエネルギーが蓄えられていることで、瞬間的な大電流供給に備えられるという部分かと思います。瞬間的な電力供給はダイナミックパワーに僅かに影響が出ます。

 

※ EIAJ規格のダイナミックパワーとは、8波ON,24波OFFの1kHzトーンバースト信号でクリップしないギリギリのパワーのことです。主に2Ωダイナミックパワーをカタログ表示します。(あまり掲載されません)

 

 

 

« オペアンプ 実測データから求めるGB積 | トップページ | North Fox Digi 再販しました。 »

パワーアンプ」カテゴリの記事

コメント

電解コンデンサの性能向上が著しい現在、スペースファクターとコスト面からパラレル派になってしまいました。ネジ端子のブロックコンは信頼感があっていいけど価格もそれなりです。配線も長くなりがちですし。イメージとして車のレシプロエンジンの気筒数と排気量を思い浮かべますね。

オーディオ用電解コンデンサには高耐圧で1000uFを超える高容量の物が多くないので、仕方なく1000uF級を複数並列するしかないこともありますね。

禁断のClassAA零号機の仮想両電源生成部には東信UTSJ 2200uF/16Vを2本ずつ、計4本使用予定。ELNA RFS 2200uF/16Vも考えましたが、流石にスペースファクターが悪いので。
入力カップリングはELNA RFSまたはRFO、UTSJ、ニチコンMUSE ESのどれを使うか悩み中。どれも100uF/50V。ニッセイMTF 0.1uF/50Vもパラに。

電解コンは耐熱温度と寿命、あとは大容量万歳の人です。
A級だと元々流している電流の範囲内で動作するので
瞬発力はあまり関係なさそうなイメージがあるのですが
どうでしょうか。

onajinn さん

ネジ端子のブロックコンは、基板に実装できないほど大きなサイズのものですね。 銅のバスバーのようなものでGND端子を接続できるなどメリットはありますが、おっしゃる通り配線長が伸びてしまうデメリットもあるかもしれません。
それと、オーディオ用の物は特注品しか存在しないような気がします。

確かに、気筒数と排気量の関係に似ていますね。 1600ccでV型6気筒なんてのも市販されてましたね。。。 


三毛にゃんジェロさん

1000uFを多数並列とはなかなかですね。 オーディオ用といっても色々ありますが、50Vを超える耐圧のものは確かに少ないかもしれません。
東信UTSJは、私も以前は使用していました。でも、ニチコンFGの方が癖がなくて良いなって思って今は使っていません。外形の割に大容量なのがUTSJの最大のメリットですよね。
エルナーは結構すきです。あとMUSEの緑色(FX)も。 フィルムコンをパラってあげれば、フィルムコンの方が支配的な気もしますね。


levi さん

おっしゃる通りアイドリング電流もリップルを左右しますね。すっかり抜けておりました。純A級であれば、電源から供給している電流は常に一定になるハズなので、リップルを抑え込むための容量が重要になってくると思います。
あとはAF帯域の電源インピーダンスを低くしたいっていうのも、結局は容量が効いてきますね。

音質に影響が大きいのは、どのファクターなのか、解明が難しいですね。 むかしフロックコンを分解したら、エルナーのブロックコンは頭のところにダンプ材が入って振動を抑えるような構造をしていました。

たかじんさん

スペースファクターを考えたら、やはりUTSJしか選択肢がないんですよね〜。
ところで、FGの方がUTSJより癖が少ないとのことですが、実際にどんな癖をUTSJに感じたのでしょうか。よかったら、教えて下さいませ。


あ、リンク先は先週撮影してきた豊平公園の紫陽花と白樺の動画です。

三毛にゃんジェロさん

UTSJは、小型で大容量ですからね。 見た目もキレイですし、人気なのはうなずけます。
音は、カップリングに使用した時の感想ですが、中高域にふん詰まり感があったと思います。
表現がきたなくてすみません。  電源デカップリングに使用するのでしたら、大容量の恩恵を受けられて、メリットの方が大きくなるかもしれませんね。

豊平川の河川敷は行ったことありますが、豊平公園には行ったことありません。白樺とアジサイの組み合わせが良いですね。 関東では見られない透き通った雰囲気が素晴らしいです。

たかじんさん、みなさま

> 「シロウトは大容量に魅了」され「クロウトは中容量の多パラが最高」
まさに、私がそのパターンです。 VFA-01 の BTLは、8Ω 20W 出力のモノラルアンプで、電解コンデンサは、4700µF 8本(×2、正負電源なので)です。 こちらは、電源のリップル取り用と考えます。

VFA-01 BTL では、先のコンデンサの後に、PRT-01基板を通ります。これらの基板の電源ラインの電解コンデンサは、信号電流で振られる電流を供給する役割(信号電流の帰路)と考えています。

我が家はマンションなので、電源のノイズ(スイッチング電源の影響?)が多いようで、リップル取り用の電解コンデンサは、日ケミのKMG などの標準品やオーディオ用(FW, FGなど)よりも、スイッチング電源の出力平滑用で、低インピーダンス・高リプル電流の品種(KZH,KY など)が、好結果を生むように感じています。 VFA-01 BTL では、KY を使いました。

一方、信号電流の帰路のほうは、オーディオ用の独壇場で、ニチコンのMUSE KZ をよく利用しています。

こんなことを考えるようになったのは、ぺるけさんの「私のアンプ設計&製作マニュアル」によるところが大きいです。 アース回路のところを読ませていただいて、上記のようなことを考えるようになりました。

「私のアンプ設計&製作マニュアル」
URL: http://www.op316.com/tubes/tips/tips0.htm

n'Guin さん

いいですね。  多数並列は、電源インピーダンスを下げる効果が期待できると思います。

ぺるけさんのマニュアルも素晴らしいです。

真空管の回路では、電源電圧が高く、電流が小さい。
半導体の回路では、電源電圧が低く、電流が大きい。

という違いはありますが、基本的な考え方は通用すると思います。1点アースに関しても述べられていますね。

そうそう、電源リップルと一言で書いていましたが、リップル電圧とリップル電流は似て非なるも。 というか対策が異なるケースがあります。ぺるけさんは主にリップル電流について書いているように思いました。

オペアンプも含めて半導体アンプの多くは、電源電圧除去比(PSRR)が非常に高いため、リップル電圧を躍起になって取り除かなくても、電源リップル電圧は出力端子へ漏れてきません。(1/1000~1/3000に低減されます。)

ですが、SMR-01の回路は定電流回路を組んでいないというシンプル設計思想のため、電源のリップル電圧が漏れてきます。この辺は回路構成に強く依存します。

ハムノイズが乗っていなくても最適なアース配線とそうじゃない場合で、再生音に違いが出るというのは、案外、意識している人は少ないような気もします。

こんにちは、いつも楽しく読まさせていただいてます。

私は電気回路についてはまったくの素人なのですが、平滑コンデンサの容量の話は感覚的にわかりやすいので、興味をひかれます。

そこで素朴な疑問なのですが、電源トランスの容量も平滑コンデンサの必要量に関わってくるということはありませんでしょうか?

つまり、
電源トランスが大容量なら平滑コンデンサは小容量でOK
電源トランスが小容量なら平滑コンデンサは大容量が必要
ということはありませんでしょうか?

もしそうであれば、ベテランの方は強力なトランスを使うことが多いので、平滑コンデンサも小容量でOKなのかな、と思いました。

ドラプロさん

トランスから整流コンデンサへの充電は1秒間に100回(50Hz地域)しか行われません。 しかもその1回づつが、割と瞬間的なのです。おおよそ1/10くらいの時間と考えてください。
のこり時間はコンデンサに貯まった電気を使っていきます。

ということで、トランスが強力だとしても、充電していない時間はコンデンサに頼っています。

なるほど、電源トランスから整流コンデンサへの電流は非常に間欠的なので、
電源トランスの容量を大きくしても音質への影響は少ないということなのですね。

ということは、音質的には電源トランスは必要な容量を備えていればOKで、整流コンデンサの選択が重要になるのだろうと理解しました。
ありがとうございました。

ドラプロさん

トランスの容量は、変動率や直流抵抗値に現れます。

例えば、整流後の電源から1A供給しているときと、2A供給しているときとで、トランス2次側電圧の降下ぐあいが異なります。 トランス容量が大きいほど変動率が少ない、といっても良いと思います(仕様次第ですけど)

80VAのトロイダルトランスを使って音楽信号を平均5Wくらい出力しているときですら、電源電圧は2V程度は変動しています。

コメントを書く

(ウェブ上には掲載しません)

« オペアンプ 実測データから求めるGB積 | トップページ | North Fox Digi 再販しました。 »

サイト内検索(new)

2022年11月
    1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30