【電源トランスの設計】
5Vのレギュレータを安定して動かすためには、最低でも8Vは欲しい。ACの変動(AC90Vでも正常に動作する)とブリッジダイオードの電圧降下を考えると、レギュレータの入力電圧は高いほど良い。しかし、電位差に比例して効率が悪化する(=発熱する)のでこの点からは低いほど良い。DC5V給電を行うトランスの2次側はAC8Vとし、少し高めではあるがDC10Vを得ることにした。5Vレギュレータに流れる最大電流は負荷になるチップのデータシートから見積もって、だいたい100mA程度のはずである。レギュレータの電力損失は0.5W程度と予想される。TO-220タイプの許容損失はヒートシンク無しで1Wであるから、その半分であればヒートシンクが必要ないことがわかる。但し、0.5Wでもかなり熱くなるので、実装時には何らかの放熱対策をする。
±15Vの回路には、だいぶ高めであるが、トランスはAC18Vとして±25Vを得ることにした。この回路は電流も少ない
(OPアンプ1個あたり10mA、合計でも40mA程度)ので、レギュレータの発熱も許容できる(0.4W)はずである。
トランスはRコアを使うと最初から決めつけているので、0-8V 1.2Aを2回路、18V-0-18V 0.5Aを1回路とした。40VAのトランスは充分過ぎる容量だが(消費電力的には10VA程度を予想)、これよりも小さい容量のトランスを採用しても大きさとコストのメリットが得られないので、40VAとした。
トランス仕様(タイプRA40、静電シールド付き)
トランス製作はフェニックスに依頼する。1個でも巻いてくれる。
ダイオードにはファーストリカバリーかショットキーバリア型を採用する。なるべくならショットキーを使いたいが、ショットキーは逆耐圧が低いので注意を要する。方式にもよるが、普通逆耐圧はACピーク値の3倍あれば良い。千石電商で売っていた11EQS10(日本インター)が逆耐圧100Vなので、これを採用した。平滑コンデンサはBlackGateである。フィルムコンをパラにしておく。トランス二次側にもフィルムコンを入れた。
11ESQ10(日本インター)
ショットキーバリアSilicon Di |
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VR max | 100V |
IF max | 1A |
VF max | 0.85V |
電源投入時と切断時のポップノイズ防止のため、アナログ出力のショートリレーを設置する。リレーは電源ON後1秒から2秒して動作(設定はブレーク)し、切断時は即切れる(接点メーク)ようにする。確実に即断を行うため、トランス2次側の電圧を監視するようにした。
ノイズ防止(入らない&出さない)のため、AC1次側にノイズフィルタを設置する。
安全のため、ケースに対してコンデンサを接続しない。この基板にはヒューズを設置する。