LP-168S用電源ユニットの製作 その５

 さてそろそろ詰めの段階に入ることにします。

前回の時点では省略していた各部のビスを追加。
するとこんな感じに。

ビス追加

そして、前段階では未定だったACコードのブッシュを確定させることに。

一番最初の時点ではACコードを挟んで留めるだけのクランプを使用する予定でしたが、
途中からパネルを貫通するタイプのコードブッシュへ変更したという流れでした。

貫通型のコードブッシュは　かなりの種類が存在します。
大きく２種類に分けると、
　１．ブッシュがコードを固定するタイプ
　２．コードはスルーのタイプ
になります。

前者はACコードの引っ張りや捻じれ等の外力をコードブッシュが受け止めます。
一例としてはサトーパーツのBU-3270シリーズです。
見た目はカッコいいのですが、取付がちょっと面倒な点が難点かと。

後者は貫通穴のエッジからACコードを保護するだけです。
ACコードの固定は別な方法が必要となりますが、
ブッシュ部分についてのみ見るなら扱いは楽です。
一例としてはサトーパーツのBU-687シリーズが在ります。
他には自在ブッシュもこれに含まれますね。

今回の電源ユニットでは後者のブッシュを使うつもりでいたので、
選定を後回しにしておりました。
選択肢が豊富で、どうにでもなると考えていたからなのです。
しかし、実はこれが失敗で、ちょっと厄介だったのです。

使用するACコードは秋月電子のSH-015です。
0.75スケアのVFF線なので、至って平凡な代物です。
断面は扁平で、長手方向は約5.5mmというサイズです。

ですので、φ5.5～φ6くらいの開口穴が有ればいいわけですが、
そのサイズを基に手持ちのブッシュを見てみると、
ゴムブッシュのBU-687-Bか、プラスチックブッシュのBU-4796-Aしかありません。

ではゴムブッシュにしようかと思いきや、BU-687-Bの対応板厚はt1.0以下！！
今回の設計はt2.0ですから使えません。

ゴムブッシュがダメとなると、あとはプラスチックブッシュしかないわけですが、
BU-4796-Aの対応板厚はt1.5以下！！！
２種類ともダメじゃないですか。　orz

新たなブッシュを捜索するのも手ですが、
これ以上在庫の品種を増やすのは　ちょっと抵抗を感じるので、
板金の板厚を変更する事にします。

ゴムブッシュを使用するにはt１.０まで薄くする必要がありますが、
t2.0からt1.0への変更は　かなりの強度ダウンです。
meviyでは鉄もアルミもステンも揃っていますが、
スピーカーの振動を受ける事も考慮すると　ここまで薄くしたくありません。
ということでゴムブッシュの選択は除外します。

するとプラスチックブッシュ一択ということになりまして、
t1.5の素材まで選べることになりました。
この場合ですと、t1.5のアルミかステンと、t1.2の鉄が選択肢になります。

さすがにアルミは強度に不安を感じるので無しとすると、
t1.5のステンかt1.2の鉄の2択。
ステンは塗装やメッキが出来ないので無垢。
鉄ならどちらも可能です。
これは案外悩みどころでして、ちょっと決めかねてしまいました。
とりあえず、2種類の板金を設計しておき、後で最終決定することにします。
（ちなみに価格的には大差ありません。）

板厚がt2.0を切ったことで、皿もみ加工が不可となりましたが、
数段階前で皿もみ加工を無くしたので全く問題ありません。
皿もみが使えない代わりにバーリング加工が使えるようになりましたので、
タップ穴には全て、バーリング加工を追加することにします。

ということで、現段階では以下のような感じに。

LP-168S用電源ユニットの製作 その４

 前回の段階で、奥行き方向を最適化することが出来ました。
しかし横方向は　まだ無駄なスペースが有るように感じます。

形状をぼーっと眺めていると・・・・・・・
あ！曲げ形状を変えればいいんじゃね？！

まず、前回の形状がこれ。

これの左右の立ち上がりの曲げ方を変えたのです。

大して差が無いように見受けられるかもしれませんが、
曲げ板金を平板に展開した際の外形サイズが小さくなるのです。
つまりmeviyの単価が少し下がるという話。

デメリットとしては、LP-168Sが載るフランジ部が、
旧形状だと内側に切断面が来ていたのに対し、
新形状だと外側に来てしまう点。

meviyでは最低限の糸面取りが行われているので、
切断面に触れても危険はないはずですが、
見た目の観点から一般市販品では避けたい感じ。
しかし今回は自分用なので　この点も問題ありません。

底面の寸法が変わったので背面部の寸法も変わります。
今まで通り基板をセンター配置するとヒューズホルダーに接近してしまうので、
基板をオフセット配置しました。

ということで、現時点では以下のような感じになりました。

トランスの取付固定穴の設計

 LP-168S用電源ユニットの図面を掲載してますが、
トランスを留める穴がオフセットしてる点にお気づきでしょうか？

 

トランスの開口は長穴になっており、センター位置が図面指示されています。
具体的な形状は下記の通り。

 

 

短径が4.2というから、M4ビスの使用を想定していると思われます。
では実際にこのトランスをM4ビスにて留めるとどうなるか？ですが、
これには複数のケースが存在します。
その１例としてフランジナットでトランスを留めるケースを考えてみます。

長穴のセンター位置にフランジナットを配置する様、設計してみると・・・

フランジナットを配置

 

普通にナットが配置出来てる様に見えますね。
では横から見てみると・・・・

 

 

ナットのフランジがトランス側壁に接触してますね。

先の寸法図にて、長穴のセンターとトランス側壁まで5mm。
フランジナットのフランジ径がφ10なので、寸法上は接触することになります。

アソビが無いのは気持ち悪いものの、
これでも収まるなら許容してしまう方もいらっしゃるかもしれません。
しかし、実はそううまくは　いかないのです。
下図のご覧ください。

 

注目は赤矢印の部位です。
ここには曲げＲが存在しているのです。
しかしこの曲げRはトランスの外形図に存在していません。
なのでフランジナットが曲げRで浮いてしまうことになります。

フランジナットのみならず、外径10mmのワッシャーを併用したビス留めでも
同様の状態になります。

これを回避する一番簡単な方法としては、
取り付け穴を0.5mmほどオフセットさせることです。
その結果がLP-168S電源ユニットの板金ということです。

余談ですが、M4用のボックスドライバーは先端外径がφ10以上です。
その為、長穴センターにナットが配置されるとボックスドライバーが
トランス壁に干渉する可能性が出てきます。
0.5mmのオフセットは　それを回避する効果も有ります。

LP-168S用電源ユニットの製作 その３

 前回の状態でも実用にはなりそうですが、どうにも隙間が多い感じは否めません。
上から見た図を再掲します。

 

トランスの後方に基板が収まりそうな領域が有るように見えます。
しかし実は、ここに基板を入れるとトランスの端子との距離が近すぎ、
電線の引き回しに問題が出てしまうのです。

板金を後方に延長すれば隙間を作ることが出来ますが、
むしろ板金を小さくしたいのが希望なわけで・・・・

そこでふと思いついたのが、基板を横向きで収めたら？
結構背が高い基板なので横向きにするとなると
コーキング材でしっかり固める必要が有りそう。
それでも検討する価値はありそうということで、試しに配置してみると・・・・
放熱板の幅が足りない！！
ならば一気に広げることにしてみましょう。

するとACコードが通らなくなるので、
コードクランプではなくコードブッシュでコードを留める事にしましょう。
現時点では使用するコードブッシュは未定です。

ヒューズホルダーも一般的なプレート固定型が使えるので、
マル信無線のMF-525Mに変更します。

以上のような変更を反映させた結果が以下です。

 

トランスの端子と基板上の部品とのクリアランスが気になりますが、
実はこの場合は大丈夫なのです。
次の図をご覧ください。

 

側面視断面

 

 

 

 

 

上側のトランス端子が電解コンに近そうにも見えますが、
こちらは２次側で低圧なので、0.3スケア程度の線で済むので結線に問題ありません。
問題は下側の端子で、こちらは１次側、つまりAC100Vが入りますので、
ACコードの　やや太めの電線が繋がることになります。
しかし断面図で解るように電解コンの下方に十分に隙間が有るので、
引き回しに問題は無さそうです。

全体視はこんな感じ。

 

前回の板金の差として、底面の皿もみが無くなった点が有ります。

以下は基板を板金ケースへ取付る場合の話です。
一般的に基板の固定穴はφ3.2になってるケースが多いのです。
今回使用している秋月電子のユニバーサル基板もご多分に漏れず。
φ3.2の穴にM3ビスって、0.1mmしかアソビが有りません。

六角スペーサーで基板固定する場合、スペーサーと基板の穴の芯だしを
なるべく合わせたいわけですね。
そこで皿ビスを利用すると皿もみのおかげで芯が合うというメリットが。
更に底方向への飛び出しも無くなるので皿もみを使用したわけです。

では同様に放熱板の裏側も皿もみ加工を・・・・
と言いたいところですが、ここでちょっと問題が！
上側のビス穴２個が、板金端に近い為、皿もみ加工に問題が出るのです。
これはmeviyの制限です。

ではどうするか？ですが、皿もみは諦め、普通のビスを使用する事にします。
芯だしの問題をどうするかですが、板金側のビス穴をφ3.0にするという裏技が！

ビスはマイナス公差で製造されているので、
φ3.0の穴にM3のビスはギリ通るんです。
JISの規格上はM3ビス用の最小穴はφ3.2ということになっていますので、
φ3.0の穴を使用するというのは裏技っぽい話になります。

それともう1つの板金の差として、
左右の曲げ立ち上がり部の開口が無くなりました。
この開口には2つの目的が有りました。

１つ目はACコードを通す予定が有った事。
しかしコードクランプも背面側に移動していった辺りから、
この開口にACコードを通すことは無くなりました。 

もう1つは平滑基板のビス留めの為です。
このページ一番上の図を見て頂くと、基板の左下の留めビスが
板金の陰になっていることがお判りいただけるかと。
開口側からドライバーを当たる方がネジ締めが容易になります。
しかしながら基板が背面に移動したことで、これも不要になりました。

以上の経緯でバッサリと開口を無くしたわけです。

開口削除によるデメリットは板金の重量増くらいです。
メリットとしてはmeviyの単価が若干安くなります。
加工が少なくなるわけですので。

基板の3Dモデル

LP-168S用電源ユニットの設計記事を載せてる最中ですが、
そこに含まれてる平滑基板についての話。

秋月電子のユニバーサル基板に部品を実装しているという代物。
1台しか作らないので　これで十分なわけですが、
ユニット設計を行うにあたり、基板部の3Dモデルが当然必要に。

最初は以下のように、部品の外形を基に形状を作ってました。

組込み状態の確認だけなら、正直これで十分なのですが、
ちと凝ってみようということで、
部品メーカーが提供している3Dデーターを使用してみる事に。

手前側のコネクターはJSTのB03B-XASK-1で、
これは問題無く入手できました。

奥側に有るのはPHOENIX CONTACTの端子台。
秋月で入手可能なAPF-102を使用しているのですが、
実はこれの3Dデーターが配布されていません。
そもそもメーカーサイトに　この型番が見当たらないんですね。
旧品種なのでしょうか？
MKDSN 1.5/2-5.08がほぼ同形状の模様。
これならば3Dデーターが入手可能なので、これで代用することに。

電解コンデンサーはニチコン PWの16V4700μFです。
これはバッチリ3Dデーターが配布されていました。
ニチコンさんGJ。

インダクターは秋月電子で売ってる台湾製のもの。
さすがに3Dデーターは配布されていない模様。
ということで代用できるデーターを探してみます。
実は日本製のトロイダルコアインダクターってかなり限られるんですね。
トーキンさんは作ってるようですが、3Dデーターを配布しておらず。
なんとここでダークホース！！
日ケミさんが作ってることに気づきました。
しかも3Dデーターも配布してるようです。
とは言え、全ての品種の3Dデーターは用意していないようで、
結構限られてしまう模様。
仕方なく形状で一番近い物を利用させて頂くことにしました。

あと酸金抵抗ですが、まぁこれはスルーでいいかな？（笑）

ということで、上記の3Dデーターを合体させたのがこれ。

 

いかがでしょうか？
やはり、かなり雰囲気が違いますね。
他人に見せるならば、この方が遥かに好印象かと。

電解コンデンサーもインダクターも、販売時の形状の3Dデーターになっています。
その為そのまま基板に合体させるとリード線が長いまま（笑）
ですので自分で予めリード線を短くカットする必要があります。
その手間自体は大したことないと思いますが。

LP-168S用電源ユニットの製作 その２

 前回の時点で、壁吊り形式として、とりあえず形になっていましたが、
それをLP-168S本体と合体させ、一体ユニットとして床置き型へ変更する、
というのが　ここからの話です。

とりあえず暫定として、3Dプリンター出力前提で設計してみました。
ヒートシンクは前回の壁吊り型で使った物です。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

上の図はLP-168Sと合体している状態です。

 

これで全体サイズと部品配置の目途は付きましたので、
今度はこれを板金部品で再設計してみます。

背面のヒートシンクは底板と合体させるとして、
LP-168S本体を留める部分をどうするか。
上図の場合はABSのブロックと六角スペーサーで留めてるわけですが、
底板から六角スペーサーを４本立てる、という形状は設計こそ簡単ですが、
構造的に強度がイマイチなので、あまりお勧めできません。
そこで板金を曲げて取付部を作成することにします。

それがこちら。

 

 

LP-168Sを非表示にしてみると　こんな感じ。

 

 

 

 

 

 

 

 

 
真上から見るとこんな感じ。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

結構隙間が空いてる雰囲気ですね。
左右の重量バランスを取る為、トランスはセンター配置が必須なのです。
LP-168Sの横幅が決まってますから、おのずと板金部品の幅も決まってきます。
長細い形状の専用基板を作れば、もっと密度を上げられそうですね。

今までの設計物と比べ、電源スイッチが増えてます。
曲げ板金のおかけで、スイッチの取付部を簡単に用意することが出来ました。
3Dプリンターベースだと、ちょっと面倒なのです。

基板と底板間は六角スペーサーです。
現在meviyではスタッドナットに対応していない為、
基板の取付方法はスペーサーを使うしかありません。
下側から皿ビスを打っているので、底面には皿モミ加工を行ってます。
従ってこの板厚はt2.0です。

その他、底面に留めてる部品は全て、タップ穴へビス留めしてます。

t2.0という値は、先のヒートシンクと同じもの。
ヒートシンクではアルミを使用しておりましたが、
さすがにこのサイズをアルミで作製すると　ちとお高くなってしまいます。
アルミ以外だとSUS304という選択肢が浮かぶところですが、
meviyではこの板厚の鉄板も用意してあるんですね。
これは便利！
（一般的にはt1.6の次はt2.6というのが鉄板のラインナップ）

SUS304ですと無垢素材になっちゃいますが、
鉄板であればメッキや塗装も選択可能になってきます。
それを加味すると、ここは鉄板の方が有利かもしれません。

付け加えるならば、SUS304を選択した場合、ビスもステンにする必要があります。
鉄のビスだと電蝕を起こしてしまうからです。
ステンのビスは噛んでしまうリスクが有るし、値段も高いしと、
通常使用では　あまりメリットが有りません。
その点でも鉄板を選択しておいた方が安心かと。

要注意点として鉄板の選択肢でには以下の3種類が存在します。
　・無垢の鋼板
　・電気亜鉛メッキ鋼板
　・溶解亜鉛メッキ鋼板
※板厚によっては選択肢が減る場合も有り

追加処理としてメッキ加工や塗装を指定できるのは無垢の鉄板のみです。
後でメッキ処理を追加するのなら、電気亜鉛メッキ板や溶解亜鉛メッキ板を
指定すればよいのでは？と思ってしまいますよね。
このメッキ鋼板というのは素材自体に既にメッキ加工が施されているという代物。
なので切断や穴あけ等の加工を行った部分にはメッキが無い状態となります。
塗装やメッキの追加処理を行うことが出来ない点から、
使いどころを吟味する必要がある素材と言えるでしょう。

今回は売り物ではないので　お安く済ませようということで、
無垢の鉄板と黒色塗装の組み合わせにしてみます。
meviyにデーターを投げてみると・・・・・・
あれ？黒塗装が選択できない！！

これ、原因はM2のタップ穴なのです。
ヒューズホルダー「JL801-10003E01」の留めビス2本の内、1本はM2なのです。
ですので底板にはM2のタップ加工が施されているわけですが、
meviyではM2のタップ穴が存在すると塗装指定が不可なのです。

というわけで、こうなるとメッキを選択するしかありません。
四三酸化鉄皮膜、通称黒染めは耐久性が無いので却下すると、
無難なのは三価クロメートメッキですね。
先のヒートシンクでは黒アルマイトを選んだ事を考慮し、
黒の三価クロメートがいいかな？と選んでみると・・・・・
金額がめっちゃ高！！

理由が不明ですが、通常の三価クロメートの倍くらいしてます。
どうしても必要なら検討するところですが、
自分用ですから　ここに費用をかけたくはありません（笑）
なので通常の三価クロメートメッキを選択することにしましょう。

とりあえず、LP-168Sと一体型にして、板金部品構成にする、
という目標は達成できました。

しかしまだ改良は続くのでした・・・・・・

 

12/25追記

上面図に部品説明を書いておけばよかったと後から思ったので、
追加で図を載せておきます。
秋月電子で調達してる部品が多いですね。

JL801-10003E01の3Dデーターを公開しました。

 秋月電子にて販売中のJL801-10003E01ですが、
3Dデーターが存在しなかったので、当方にて作成いたしました。

データー置き場よりダウンロードしてお使いください。

データーの著作権は当方に有りますが、使用に関して一切の制限は設けません。

JL801-10003E01は秋月にて在庫限りの模様です。
ご興味ある方は早めの確保をお勧めします。

LP-168S用電源ユニットの製作 その１

 これまでにも部分的にネタを書いておりましたが、
改めて製作記事として纏めることにいたします。

LP-168SはLepy社が発売しているオーディオアンプで、
ステレオのメイン出力の他に、センターウーハー出力も備えている、
いわゆる2.1ch出力型のアンプです。
卓上使用を想定しているようで、出力も数W程度です。

一般的にオーディオアンプの電源と言えば、AC100Vを想定するでしょうけれど、
このアンプの電源はDC12～15Vなのです。
つまり、電源ユニットは別途用意する必要があるわけです。

そのような事情が出発点となり、電源ユニット製作を始めることとなりました。
わざわざ記事に纏めるほどの物？と疑問を感じる方もいらっしゃるかと。
確かに電気的な内容は特に目新しい点はありません。
見て頂きたいのは各部品を取付固定するベース部分についてです。

3Dプリンターにて出力した部品のみならず、
金属加工部品も登場して参ります。
この金属部品の調達にはmeviyを使用しているのです。
昨今、meviyは赤丸急上昇中で、耳にする機会も増えてまいりました。
過去には存在しなかった画期的なサービスであることは間違いありません。
しかしながらその内容上、通常の板金加工会社への発注時には
発生しなかった様な問題が出てくる場合が有ります。
今回の電源ユニット製作においても、その点が結構絡んできました。
皆さんにそれを知って頂きたいというのが、この記事の目的です。

 

まず、製作予定の電源ユニットの仕様は以下の通り。
入力　AC100V
出力　DC12～15V 2A
トランス式アナログ電源

全体回路は以下の通りです。

回路図

ご覧の通り、極一般的なトランス式電源です。
手持ちの電解コンデンサーの都合で、4700μFを２発使ってます。
電圧仕様が12～15Vのアナログ式なので、耐圧は16Vでも足ります。
昔は使用電圧の３倍を目安、という話もありましたが、
電解コン自体にも電圧マージンを持っているので、
ギリギリで使用しても特に問題はありません。
むしろ耐圧に比べ、非常に低い電圧で使用すると逆に悪影響が出る場合もあります。

要注意としては２点あります。
大きなリプルを含む電圧を加える場合、
リプル分のピークが電解コンの耐圧を超えてはなりません。
その場合は電解コンの耐圧を上げる必要があります。

もう1点、質の悪い中華製電解コンではマージンが無い可能性あるので、
ある程度余裕を見た方が良いでしょう。
そもそも中華製電解コンを電源に使うのはお勧めしかねるのですが・・・・

簡単なフィルターを構成させる為、インダクターと抵抗も挿入しています。
抵抗には突入電流抑制効果もあります。
電圧降下と発熱の観点から、抵抗値は調整しましょう。
今回は0.5Ωで設計を開始しました。
2A流れた場合、抵抗で2W消費することになります。

インダクターには470μHのトロイダルコア型を使用しました。
秋月電子の一番大きな物がこれだったからです。
トロイダルコア型は磁束が周りに漏れにくいのが特徴ですが、
コアの加熱には十分気を遣う必要があります。
電流容量には余裕を持つべきでしょう。

トランスも出力容量2A品を選定しました。
昨今、電源トランスの入手性が悪化していて、なかなか困った状況ですが、
運よく豊澄のHT-122が１個だけ手に入りました。

2A想定なので、ブリッジダイオードとしてPANJITのDXK810を選定。
DXK810はヒートシンク固定タイプ。
SDI2100等のショットキーバリア型ならば基板実装タイプで済むところですが、
整流後の電圧が15Vを超えさせない為、ショットキーバリア型ではなく、
通常のシリコンダイオード型を選んでおります。
また、突入電流の観点からもブリッジダイオードには余裕が欲しい感じです。

外観はこんな感じです。

外観

こんな感じで壁に吊り下げて使うことを想定してます。

左斜め下視点だと　こんな感じ。

左斜め下視点

 

カバーは存在しません（笑）
市販目的ではなく個人使用なので、見た目は問題にならないからです。
AC100V架電部は最低限の絶縁がされますし、放熱の面でも有利です。

ベース板はABSにて3Dプリンターで製作します。
強度の観点からはPLAでも構わないと思いますが、
各部が発熱した場合、PLAだと変形の恐れがあります。

基板の奥にブリッジダイオードを取り付けた放熱器が見えます。
この放熱器はmeviyにて製作します。
アルミ製の板金部品で、黒アルマイト処理を予定してます。
放熱器固定はベース板裏側よりφ3×8mmのPタイト皿ビス４発にて留めます。
その為、皿もみ加工が必要となるわけですが、
3mmの皿ビス用の皿もみ加工をする場合、t2.0以上の板厚が必要です。
これはmeviyの仕様です。
一般の板金工場であればt1.2でも皿もみ加工してもらえますが、
meviyを使う場合は　この点に要注意です。

ブリッジダイオードの固定にはM3のビスを使用します。
meviyにてM3のタップ加工まで行ってもらいます。
ただし、上記仕様でt2.0のアルミ板を使っている為、
バーリング加工は出来ません。
これもmeviyの仕様です。

要するに、皿もみ加工とバーリング加工を同時に施せる板厚は存在しません。
どうしても両方必要になる場合は、一般の板金工場を検討する必要があります。

以上のような感じで、とりあえず形にはなりそうですが、
ここで疑問が湧いてきます。
放熱器の製作代で、ベース板も含めた板金を作れるのでは？？

黒アルマイトのアルミ板金って、決して安くはないんですね。
今回の場合、ABS製のベース板への負担を考慮し、
なるべく軽量なアルミを選択した次第。

ブリッジダイオードの発熱は　さほど多くはないと思われるので、
ならばベース板と放熱器を一体にし、鉄やステンでも良い可能性が！

ということで、ここから長い話になっていくのです。

LP-168Sの改造

 LepyのLP-168Sとの格闘が続いてましたが、
とりあえず目途が付いたっぽいので、一旦記載してます。

問題点はセンターウーハーの音質の悪さと発振問題。

メインスピーカー出力については　特に音が変な感じはしないのですが、
センサーウーハーを鳴らすと、何か音のバランスがおかしくなります。
更にツマミ調整によっては用意に低音発振を起こしてしまうと　やっかいな状態。

このままでは使い物にならないので、
捨てるくらいなら手を加えるのが上等ｄ

ということで改造してみることに。

まず、手を加えるにあたり、回路図を起こしてみました。

 

全て解析するのが面倒だったので、一部だけです。（笑）
ライン入力からパワーアンプICへ行くまでの間の、
センターウーハー信号経路を起こしてみました。
もしかしたらロットによって一部異なっている可能性もあります。

電解コンと積層フィルムコン？以外はチップ部品なので、
コンデンサーは容量不明です。
（外して測るわけにもいきませんし・・・・・）

上記の回路図には明記されてませんが、オペアンプにはパスコンが付いてません。
これもビックリですね。

このLP-168SはDC12～15Vの単電源で動作します。
なので、GND基準ではなく電源電圧の半分の位置を基準点として動作してます。
R33とR34で生成している電圧が　それですね。

デュアルのオペアンプ1個で入力信号の増幅とアクティブフィルター回路を構成し、
TDA7377Aのパワーアンプに信号を送ってます。

ボリュームは２個存在していて、V4はセンターウーハーの音量で、
V5はカットオフ周波数の調整用です。
ちなみにV1はメインスピーカーの音量調整用なのですが、
V1の前からセンターウーハーの信号を取っている為、
メインスピーカーとセンターウーハーの音量は全く連動していません。
人によっては使いづらいと感じるかも・・・・・

さて、ではこれに手を加えたのが以下の回路。

 

大きな変更点はアクティブフィルター回路の修正です。
後段のオペアンプにてサレンキー型アクティブフィルターを構成しているわけですが、
フィルター回路への入力先頭となる抵抗が存在していません。
実際には前段のオペアンプの出力抵抗や基板パターンの銅抵抗によって、
０Ωということにはならないものの、かなり変なフィルター回路になっちゃってます。

これをシミュレーターで見てみると、Ｑが凄いことになってました。
音質が変だと感じたのは、間違いなくこれが原因ですね。
V5のツマミ位置で変化するものの、Qが凄く高い為に周波数特性がいびつだったのです。

更に前段のオペアンプ出力がC12に直結する形になっちゃってます。
これ、大丈夫なのか？？？
もしやこれが低音発振の原因？

そんなわけで、アクティブフィルターのQを改善する為、2KΩの抵抗を挿入。
更に5.1KΩと0.1μFのパッシブフィルターも挿入しました。
サレンキー型アクティブフィルターにはこのパッシブフィルターも付けるのが
一般的らしい。
あくまでおまけ的にフィルターなので、カットオフ周波数は
さほど低く設定しておりません。

0.1μFのコンデンサーですが、今回はOSコンを使用してます。
基板パターンの関係で、基板の表面で追加回路を構成するのが難しく、
基板の裏面に部品を追加しました。
基板の裏側は4mmくらいしか高さの余裕が無いのです。
本来ならば0.1μのコンデンサーにはマイラーコンを使いたいところですが、
4mmだとマイラーコンが入りません。
積層セラコンなら余裕で入りますが、ちょっと避けたい感じ。
ということで、手持ち品でこのスペースに収まる物を物色したら、
OSコンになってしまったという経緯です。
もし皆さんが同じ改造を施すとしたら、積層セラコンを使うしかないかもしれませんね。

そしてフィルター部へのもう１つの改造がR35の除去。
この抵抗は　ちょっと謎。
アンプの動作点（基準電圧）をシフトさせる為なのかな？とも思いますが、
R32にて前段のアンプの動作点がシフトしていますから、
後段のLPF部の動作点も　それにつられてシフトしています。
なのでこのR35は動作点シフトには全く無用。
前段のアンプと後段のLPFがコンデンサー結合していたら話は別ですが・・・・

むしろこのR35のせいでLPFの特性がおかしくなっいる可能性があります。
ということでR35をバッサリ削除しました。

その他は重要度が低い細かい変更です。

C13はOSコンに置き換えました。
手持ち品の都合上、耐圧が低い物になってますが、これで十分足ります。

C5の容量を4.7μFに増量しました。
低周波信号を通すので、容量は多い方が良いわけですが、
容量を増やすと低音発振が起きやすくなるというジレンマで・・・・
今回は手持ちの都合で無極性のミューズESを使っていますが、
常に6～7V位かかっている箇所なので有極性品で構いません。

C21を交換しました。
C21はチップ部品なので容量が不明でした。
容量不明だと、ここのLPFの特性が計算できないので、
交換して容量を明確にしたという次第。
最初に付いていた物はセラコンでしたが、新しく付けたのは積層フィルムコンです。
もちろんオーディオ的には　こちらの方が好ましいですね。
パナソニックのECPU1C104MA5は2012サイズなので、
今回の置き換えにはバッチリでした。

 

改造内容は以上ですが効果はバッチリで、まず、低音発振が無くなりました。
そして音に違和感が無くなりました。
これでLP-168Sが十分実用できることに。
いやほんと、最初の回路の酷さが　嘘のようです。（笑）

可能ならばR33とR34を1KΩ位に変更したかったのですが、
ちと面倒な場所に実装されているもので見送りました。
現回路ではR32にしか繋がっていないので、実害は少ないと思いますが、
オリジナル回路だと抵抗値が高すぎて、動作点電圧が揺れるかもしれませんね。

前の話の基板を試運転してみた

 ジャンクトランスを使用した場合の供給電圧を見てみる為、
前の記事で作った基板を実際に動かしてみました。

ジャンクトランスはセンタータップ出力ですから、
全波整流で噛むダイオードは１つ。
それだけでは電圧が高すぎるので、更にダイオードを４つ直列に噛ませてみた。
そして平滑基板に繋いで出力電圧を見てみたところ、無負荷で15.5～16V位。
これなら実際にLP-168Sに繋げば大丈夫そうですね。

せっかくなので、実際に繋いでLP-168Sを動かしてみることに。

LP-168Sの電源入力はセンターφ2.1のDCジャックです。
お馴染みの代物ですね。
モールドケーブルも持っているのですが、
せっかくなのでフォーク端子タイプのDCプラグを使ってみたいと思い、
MP-121CFを用意しておきました。

これを使ったモールドケーブルが在ればいいのですが、
残念ながらラインナップされていない模様。
中華市場には存在しているようなので、
どうしてもという場合はそちらを頼る必要があるようです。

今回は大人しく、自分で電線をハンダ付けしました。
売り物ではないので、少々見た目が悪くてもＯＫということで、
UL1007のAWG#20線をツイストして接続しました。

電源ラインだし、フォーク端子タイプを使ってるくらいですから、
なるべく太い電線を使いたいところですが、
DCプラグのハウジングを通らなければなりません。
手持ちの電線で試してみたところ、AWG#18は　ちと厳しいけれど、
AWG#20なら問題無く通るという結果。

さて、そのDCケーブルASSYを平滑基板に繋ぎ、いざLP-168Sへ通電。

センターウーハーの発振が再発！！

これはちょっと予想外の展開。
この発振は電源電圧にも依存しているということなのですね。

ここに来て、まさかの問題で発生で　ちょっと頭を抱えています。
ともあれ、一度試運転してみて良かったなぁ。

追記

ほんとに電圧が上がったせいなのか？と　ふと気になったもんで、
LP-168Sに実験用電源を繋いでテストしてみました。
す・る・と・・・・・・・・

電圧が高すぎても低すぎても発振する！！

いや、確かに電圧依存ということは確認できたわけですが、
まさか発振しない電圧帯が存在するなんて予想外でした（笑）

純正ACアダプターは　ちょうどこの帯域に入ってるということなんですね。
う～～ん、なんか、色々めんどくさくなってきました（笑）
トランス式電源だとレギュレーターが無いことから
商用電源の電圧の影響をモロに受けるわけです。
なので、電源ユニット側での発振対策は　ちと難しいと言えるでしょう。
そうなるとLP-168S内の回路に手を加える必要があるわけでして、
そこそこの手間になりそうな予感なのです。

さてさて、どうしたものか・・・・・・

LP-168S用オリジナル電源の基板

 先日から稼働開始したLepyのLP-168S、
現在は純正ACアダプターで動作しているわけですが、
ぼちぼちとオリジナル電源製作の準備を進めております。

 

純正ACアダプターとは異なり、トランス使用のアナログ式です。
先日、豊澄のHT-122が安めで入手できたので、
それを使う前提で設計を進めてきたわけですが、
実はLP-168Sと置き換えで廃棄処分のなったオーディオアンプには
HT-122と近いサイズのトランスが入っておりました。

実際に廃棄アンプをバラしてみると、
中間タップ基準で13V1.1Aが２本出ているという代物でした。
（一般的なトランス式の読み方だと26V1.1Aという感じ）

HT-122は　12V2A出力ですから、
ブリッジ整流で　いい感じになるかと思っていたわけですが、
ジャンクトランスの方だとセンタータップ式の全波整流方式一択です。

この方式だと、整流ダイオードを１本しか噛まないので、
トランス変圧後の電圧降下が少なくて済むのがメリットですが、
今回の場合は　それが逆に問題になりそう。
トランス出力が13Vという事もあり、
LP-168Sへの供給電圧が15Vを超えてしまいそうな予感。

こういう場合は、実際に稼働させて電圧調整するのが早そう。
というわけで、ダイオードで整流した後の平滑部の基板を組んでみました。

回路図はこんな感じ

電解コンは容量優先したので耐圧は　割とギリギリになってます。

で、これを基に作った基板がこれ。

 

完全な単発品なので、ユニバーサル基板です。

この基板は横向きで固定するので、背の高い部品をシリコンでガチガチに固めてます。
こうしなければ壊れる、という事も無いと思いますが、
スピーカーからの振動を受ける可能性が有るので、
その影響で部品が振動すると音に影響が出る可能性が有るかなと。

信越のKE-348なので、固まるのに時間かかるのが手間なところ。
このままだいたい１日位放置ですね。

ちなみに裏面はこんな感じ。

 

 

実はまだ、出力の端子台が揃っていないもんで、そこが未ハンダ状態。
ハンダ付けが全て完了したら、コーティング剤を塗る予定。
出力端子台のすぐ横のビス穴から、スペーサー経由で筐体にGNDを落とします。

この先は不足部品を調達してからですね。

お気に入りのヒューズホルダー

 以前、たまたま秋月電子で見つけたヒューズホルダーの紹介です。
メーカー不詳の中華製っぽいのですが、なかなか良く考えられてる製品なので、
とても気に入ってた代物なのですが、秋月電子では在庫処分扱いになってるようで、
どうやら　あまり売れなかった模様。

とは言え、ちょっともったいない気がするので、
ここで皆さんに紹介してみます。

まず、以下が秋月電子の販売ページ。
JL801-10003E01

中華製と言う点を加味すると１個80円は高めに感じるかもしれませんが、
実はそれだけの要素が含まれているのです。

まず外観です。

上から見た様子

裏から見た様子

固定ネジは2か所あります。
左側のねじ穴はM3用で、右側はM2ピス用。
異径というのが　ちょっとだけ使い辛いかも？

 

次に管ヒューズのセット方法

黒い部分を引き抜き、
ミゼットヒューズをセットします。

そして本体へ差し込み

 

 

 

 

 

このヒューズホルダーへの結線は以下の通り。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

各部ともスクリューロック式端子台になっているので、
ネジを緩めて裸線を差し込み、ネジを締め込めば完了。

ヒューズが噛む系統は１つで、他２系統はストレートに繋がっているだけです。
電源ラインにヒューズホルダーを噛ます場合、
電源線は最低でも２本存在するわけですが、
その際に１本にはヒューズを入れ、もう１本はヒューズ無という繋ぎが多いでしょう。

このヒューズホルダーは端子台も兼ねるので、
電源ラインの途中にヒューズを噛まそうとした際、
上記のような結線も容易に実現できるわけです。

なぜスルー系統が２種類有るの？？と私も疑問を感じましたが、
これには　ちゃんと理由がありました。

スルー2系統にはタップ穴が有る！

この写真のように、スルー２系統にはタップ穴が存在します。
そして、このタップ穴はスルー２系統に電気的に繋がっています。
つまり、裏面側からこのタップ穴へビスを打つと、筐体等に繋がるのです。
スルー2系統をGND線ラインに使うと、このヒューズホルダーから筐体に落とせる、
というわけですね。
この仕様は　私も唸りました。

更にそれだけじゃありません。
秋月電子のサイトの写真でも3つに分離した状態が載っていますが、
あれだけじゃ、イマイチ意味が解りづらいかも。

 

 ここに注目

 

 

 

 

 

キーポイントは赤丸部の突起形状。
これ、どう使うかと言いますと・・・・・

 

 

 

 ヒューズ部とスルー部を分離

これを２個用意すると・・・・・・・

 

 

ヒューズ部同士を合体可能 

こういう使い方も出来る代物だったのです。

AC100Vラインだと、どっちがコールド側が不明だったりするので、
両ラインにヒューズを入れる場合もあるでしょう。
そういう際に、これが役立ちますね。

 

平面部にビス固定できるので取付固定も簡単だし、
管ヒューズの抜き差しも簡単に可能。
そして上記で紹介したような機能性も加味すると、
ほんと良く出来た製品だなぁと感心します。

現状、秋月電子以外では見かけないので、
気になった方は今のうちに押さえておくと良いでしょう。

2023/12/22　追記
自作の3Dデーターをデーター置き場にて公開しました。