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2017年10月28日 (土)

電源力学 カニンガムcx345用過電流検出機構

Dfo過日オーディオマニアの方が”基板用の3極管は如何ですか?”と質問されたので”現代球は信用しないことにしている”と答え、続けて”コルトレーンしか聴かないので古典管に限る”と答えた。仕事柄テクノロジーはアナログとデジタルの両方で、その間を行ったり来たりしている。今回修理のdcサーボモータpwmアンプでデジタルテクノロジーになり、時代が古いから5khzと低いサンプリング周波数だが、cpuにsh2aコアを使えばソフトウエアでも384khzは出せるから、古典管を使ったデジタルアンプに挑むのも面白い。

Cn1_2dcサーボモータpwmアンプの修理ではlemの電流センサーが活躍して、過電流検出機構が完成した。3相200vのデジタルアンプはdc280vにもなり、安全上検出機構の絶縁は必須。ロボット時代に研究した電流センサーがゴロゴロしており、これを古典管に生かそう。これらはケイ素鋼板のコアと巻き線、ホール素子とopampで構成されている。コアに巻かれたポリウレタン線に流れる1次電流により磁界を発生させて、ホール素子で検出する。その昔のサーボアンプエンジニアは電流検出機構まで作ったが、現代は安くて品種も豊富で簡単に入手でき、良い時代になったものだ。

Cn2カニンガムcx345は負バイアスー56vで36maのプレート電流を流し、たいていは自己バイアスで1.5kΩくらいの抵抗がカソードに付けるから電源との密結合は崩れる。これを固定バイアスにすると古典管は危険で、暴走させたら貴重な球をダメにする。ここの電流を検出して電源の遮断をすれば良いが、電流検出に抵抗などを使えば音を悪くする。そこでホール素子を使った電流センサーの登場となる。これらの電流センサーはdc~acまで検出できる優れもの、周波数も結構高いからオーディオでは全く問題ない。画像左はnanaのcys5-5aで右はそれを解体したもの、オリジナルは10ターンでこれを検出電流に合わせて巻きなおせば良い。

Cn3こちらはトロイダルトランスで散々お世話になった?タムラの電流センサーとnanaで、巻き線が露出しているから改造は更に楽になる。この巻き線は鉄心入りでインダクタンスを持つから余り多くのターン数は控えよう。それにこのポリウレタン線は音質を考慮して、ofcのリッツ線を使うようにする。

Cn4更にこちらはlemの貫通型で自在に巻いて電流値の設定が出来る。lemとnanaは合体してnanalemとなったが、又分かれてしまった。電流センサーは大変なビジネスで、ハイブリッド車や電気自動車など、モータを使う自動車では必需品で、それでa化成がやっきになって開発していたのだ。

Cn5更に更にこちらはnanaの大電流貫通型で、これならば振動に強いカルダスワイヤーが直に巻けて好都合。1ターンで50aと大きいので、仮に20ターン巻いたとすれば2.5aの電流検出となる。2.5a/4vのスペックだから1.6v/aとなり、アラーム電流は100maの設定は160mvでアンプせずlm339でコンパレートできる。遮断時間は10sec程度とする。これらの電流センサーは絶縁型でこれを動作させる電源も絶縁すれば、音的には検出も保護も完全絶縁が可能で古典管回路とは縁が無くなり、音質劣化は無い。この保護回路は自己保持型でカニンガムcx345の+b電源を遮断してエラー表示を出す。カソード抵抗の無い古典管の音を聴けば如何に電源密結合が重要か直ぐに分かる。

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