質問: 窪田式fet定電圧電源にお詳しい方いらっしゃいますか? 窪田式fet定電圧電源にお詳しい方いらっしゃいますか? 外付けcd-rドライブ用に5v,12v各3aで作ったのですが、電圧降下がひどいのです。 電流は余裕を見て3aとしたのでトランスはac5aのものを使い、 ブリッジダイオードも10~20aクラスのを使っています。 定電圧回路は窪田式オリジナルのままで定数だけ変更し、 制御fetは適当にカタログから選んでk849(60v40a)とし、 補正用トランジスタは1775aeを使って1.5maで動作させています。 今回はかつて作ったり壊したりしたアンプの残骸で、10数年パーツ箱の中で眠っていたケミコンを多用した為、 本格運用の前に活を入れておくべきと考え、まず無負荷で所定の電圧に調整した後、負荷1aで動作させてみたのですが、 12vが1.2v、5vが2vの電圧降下で愕然としてしまいました。 とりあえず一昼夜運転して一日放置してからスイッチを入れるとかなり改善されているので、 これは古いケミコンの漏れ電流が作用したことではないか、 とりわけ基準電圧のzdに抱かせたノイズ吸収用のcに電流が流れてzdの電圧が定格に達していないためではないかと考え、 ほとんどのケミコンを新品と交換すると、かなり改善されたのですが、いまひとつというところで、 1a負荷で12vが11.72v、5vが4.36vという結果です。 仮に負荷を2aとしてみたところ、それぞれ11v、4vとなってやはりこれは使えないな、と。 最初から気になっていたのはfetのon抵抗ということだったのですが、 調べてみると2sk849は38mωと十分低く、問題はなさそうです。 ただ5vの方はzd(05z3.9)の電圧が3vしかでておらず、これは849のカットオフ電圧のmax値ぎりぎりのところなのが気になるところで、ダイオードの固体差としても低すぎると思うのですが、別の同品番と取り替えて結果を見ようと思います。 にわか勉強ではゲート電圧の設定次第でon抵抗はかわるのですね。 12vの方は05z5.1を使っていて、これはカットオフ電圧は十分クリアーしているので、 on抵抗が全体の問題ではないのは明らかです。 窪田氏の著書を読みかえしてみますと、この電源は負荷が0~150maで電圧の変動がゼロだと自慢しておられますが、 氏の設計は2aという電流を想定されておらず、どこかで原理的に無理があるのか、 あるいは窪田式電源というのはこの程度の安定度なのか、 電子回路をきちっと勉強していない私にはわかりません。 どなたかアドヴァイスをお願いいたします。
回答: はじめまして、横から失礼いたします。 回路図がとても重要なんですが、解像度が低くて、素子の名前や定数が読み取れません。できれば 鮮明な回路図をアップしていただくとアドバイスもより的確にできるんですが...。無理ですかね。 では質問させてください。 1) トランス出力をダイオードで整流後の電圧は何vありますか? この電圧は最低、安定化出力電圧(たとえば12v)+nmosを動作させるのに必要なゲート-ソース間電圧(この場合、2~3v程度は必要のようです。)+nmosのゲートをドライブするための低電流ダイオードが低電流動作を行うのに必要なダイオードのアノード-カソード間の最低電圧(最低でも1v程度は必要か?) +(その定電流ダイオードのアノードに流れる体電流の値)×(定電流ダイオードのアノードとトランス出力の整流後の出力間に接続された抵抗の抵抗値、(たとえば定電流値が5maで抵抗が1kωの場合は5×1=5vになる))を求めます。この電圧がダイオード整流後の電圧より大きい場合はトランスの出力電圧が足りないことになります。もし、そうならば、nmosのゲートに正常動作に必要な十分な電圧を供給できませんので、ゲインが大幅に低下してしまい定電圧制御性能が悪化してしまいます。もし、この電圧がダイオードで整流後の電圧より低ければ、ゲインは非常に大きくなり、負荷電流の1aや2a程度の変動にはビクともしない定電圧性能が発揮されるはずです。 2)トランジスタの差動回路の共通エミッタの電圧veはいくらありますか? 3)その共通エミッタとgnd間の抵抗reの抵抗値はいくらですか? reはnmosのゲートにカソードが接続された定電流ダイオードの定電流値igateの大体2倍流せるような値に 設定するのが適切な設計です。すなわち re=ve/(2×igate)で計算される値に近いですか?もしそうでなければ、reを変えてください。 それから、基準電圧のツェナーダイオードの電圧が低めなのはそのままにしておいて出力を分圧している抵抗分圧回路の下側の抵抗を少し小さくして出力電圧が予定の電圧になるように調整してみてください。 多分、それで十分だと思います。