バッテリードライブ DCパワーアンプ AC電源対応版作成レポート

バッテリードライブ
ＡＣ電源対応版
ＤＣパワーアンプ
作成レポート
2012 年 9 月 30 日
1
目次
1.
基本方針 ................................................................................................................................. 5
2.
重要部品の入手確認と代替品の検討 ....................................................................................... 6
3.
仕様、回路構成検討、回路設計 .............................................................................................. 7
3.1. 筺体 ........................................................................................................................................ 7
3.2. 電源回路ブロック図 ............................................................................................................... 7
3.3. 電源トランスの容量確認 ........................................................................................................ 8
3.4. パワーアンプ部 ...................................................................................................................... 8
3.5. 発振対策 ............................................................................................................................... 10
3.6. 保護回路－電源制御部、DC 検出部...................................................................................... 12
3.7. 定電圧電源 ........................................................................................................................... 12
3.7.1.
±15V 定電圧電源 ........................................................................................................... 12
3.7.2.
±17.5V 定電圧電源......................................................................................................... 14
4.
基板設計 ............................................................................................................................... 15
4.1. パワーアンプ基板の部品配置、パターン設計....................................................................... 15
4.2. 電源制御回路基板の部品配置、パターン設計....................................................................... 16
4.3. DC 検出部基板の部品配置、パターン設計 ........................................................................... 16
4.4. 電源制御回路基板（別案） ................................................................................................... 16
4.5. ＋15V 定電圧電源基板.......................................................................................................... 16
4.6. －15V 定電圧電源基板.......................................................................................................... 16
4.7. ＋17.5V 定電圧電源基板....................................................................................................... 17
4.8. －17.5V 定電圧電源基板....................................................................................................... 18
4.9. 部品配置確認とパターンの修正 ............................................................................................ 19
5.
筺体設計 ............................................................................................................................... 20
5.1. 筺体／方針変更 .................................................................................................................... 20
5.2. 内部配置 ............................................................................................................................... 20
5.3. 内部シャーシ、筺体高 .......................................................................................................... 22
2
5.4. リアパネル ........................................................................................................................... 23
5.5. フロントパネル .................................................................................................................... 23
6.
作成 ...................................................................................................................................... 24
6.1. FET／トランジスタの選別................................................................................................... 24
6.2. ＋15V 定電圧電源基板.......................................................................................................... 27
6.3. －15V 定電圧電源基板.......................................................................................................... 28
6.4. ±17.5V 定電圧電源回路基板 ................................................................................................. 29
6.5. 保護回路－電源制御部 .......................................................................................................... 29
6.6. 保護回路－DC 検出部 ........................................................................................................... 29
6.7. パワーアンプ基板 ................................................................................................................. 30
6.8. 放熱器の加工 ........................................................................................................................ 31
6.9. ±17.5V 基板の L 型アルミ板への取り付け ........................................................................... 33
6.10.
整流ダイオード基板....................................................................................................... 33
6.11.
内部シャーシ加工 .......................................................................................................... 34
6.12.
サーミスタの取り付け ................................................................................................... 35
6.13.
放熱器への基板取り付け................................................................................................ 36
6.14.
パワーアンプ基板の仮調整と設計変更 .......................................................................... 37
6.15.
温度計 ............................................................................................................................ 38
6.16.
再変更 ............................................................................................................................ 40
6.17.
パワーオンディレイ回路................................................................................................ 41
6.18.
整流平滑回路 ................................................................................................................. 41
6.19.
内部シャーシの取付金具................................................................................................ 42
6.20.
筺体加工 ........................................................................................................................ 43
6.21.
筺体組上げ ..................................................................................................................... 44
7.
調整 ...................................................................................................................................... 46
7.1. 整流回路の確認 .................................................................................................................... 46
7.2. Io の調整 .............................................................................................................................. 46
3
7.3. Vo の調整 .............................................................................................................................. 46
7.4. 保護回路の確認 .................................................................................................................... 46
7.5. パワーON ディレイ回路の効果の確認 .................................................................................... 46
7.6. 発振対策 ............................................................................................................................... 47
7.7. レタリング ........................................................................................................................... 48
8.
完成後記 ............................................................................................................................... 49
8.1. ヒアリング ........................................................................................................................... 49
8.2. 作成機器について ................................................................................................................. 49
付録
サーミスタ回路の調整 ...................................................................................................... 50
付録 1.
初冬の室温での確認 ................................................................................................... 50
付録 2.
実測値 15.7℃～16.2℃ .............................................................................................. 51
4
1.
基本方針
小出力で、電気代があまりかからなく、保護回路を搭載したパワーアンプを作りたかったので、ＭＪ無
線と実験の 2010 年 8 月号と 9 月号に連載された DC アンプシリーズ No.209 バッテリードライブ DC パワ
ーアンプ（以下、No.209 DC パワーアンプと記す）を作成することにした。実は、2010 年の 9 月号を購
入した時点で作成したいと考えていたが、例によって使用されているトランジスタは、入手困難、もし
くは入手できても高価なものばかりで一向に部品が集まらない。発表されてからだいぶ日が経ってしま
ったので、ここは割り切って入手できるパーツを使って作成することにした。なお、SONY 純正のバッテ
リーNP-F970 は１個 15,000 円前後と高額でトランスが買えてしまう値段。これが 4 個も必要になる。ま
た、バッテリー充電も面倒なので、AC 電源での利用を前提として作成する。まあ、何時の日にかバッテ
リーを購入し、最高の性能を引き出したい時もこようから、バッテリーから電源を供給できるようにも
しておくことにする。
2011 年 11 月 12 日
5
2.
重要部品の入手確認と代替品の検討
キーパーツが入手できないとアンプとして完成させることはできない。ただ、眼の色を変えて高額の指
定部品を入手しなくとも代替品でも驚愕する音が出ることをこれまで経験している。以下は、MJ 無線と
実験誌に掲載された記事で使用・指定されている部品のうち、キーパーツについて、入手の確認と、代
替品の検討、それらの部品の購入状況を示している。
◎印：指定部品は製造されており、問題なく入手できた部品。
○印：指定部品を入手したが、製造中止か中止予定、もしくは製造状態が不明の部品。
△印：指定部品の後継、改良型を入手した部品。もしくは、同等スペックの部品を代替品として入手。
▽印：指定部品ではなく、定数や耐圧などが同じ部品を購入。
または、誌面ではどの様な部品を使ったのか不明な部品で推定する相当品を入手した部品
×印：指定部品は、入手困難、もしくは入手不可能で、相当品、代替品を入手した部品。
（１）4Ω 用パワーアンプ
入手
名称
説明
代替品として指定されている 2SD188,2SD388 も入手困難。2N3055 はまだ
入手できるが今回入手したのは、店頭で「海外で見つけた・・・」と書いて販
売されていた 2SD188 のまがい品（リマーク品）。店員さんも「本物じゃない
ですけどいいですか？」とのコメントだったが安いので購入。後でネットで調
べてみたらオン・セミコンダクター社製の 2N3055 にそっくり。
その他 2SD180 と 2SC793 を購入した。
さらに 2SC5198-O を購入。こちらはなんと４つで 500 円、@125 円で入手。
×
2SD218
○
TO3 用絶縁マイカ－
×
2SC1161
×
2SA606 (2SA607)
○
2SK117BL
○
2SJ103BL
○
2SC2240
東芝の製品。2011 年 10 月現在「生産終了予定品」となっている。
×
200D5A
誌面にはメーカの記載が無いが石塚電子の製品。石塚電子は、2011 年 3
月に社名を石塚電子株式会社から SEMITEC 株式会社へ社名を変更した
との事。SEMITEC ホームページの製品一覧には掲載されていないので、
現在は製造されていないと思われる。200D5A ではなく 200D5 を入手。
○
HBR5066X
スタンレーのＬＥＤ（RED）
×
ダイオード
1S1588
製造中止品で入手困難。手持ちを使用。なお、ルネサスの 1S2076A を代
替品として購入し、ストックしている。
▽
双信電機ＳＥコンデンサ
ＳＥは高くて手が出ないので、同じ双信電機のＤＭコンデンサを購入。
◎
ニッセイＡＰＳコンデンサ
一時生産停止で入手できなくなったが、工場再稼働で入手可となった。
▽
スケルトン抵抗,板抵抗
使い慣れているタクマン電子の金属皮膜抵抗 REY50FX を使う。
◎
MPC74
福島双葉の製品。セメント抵抗ではなく、金属板抵抗である。
◎
半固定抵抗 TM-7P
コパル（正式社名は、日本電産コパル電子株式会社）の製品。ホームペー
ジには、半固定抵抗できなく、トリマポテンショメータと記載されている。
これを買い忘れると大変
誌面で代替として紹介されている 2SC959,2SC960 だって入手できない。
2SC3421-Y（2011 年 10 月現在「生産終了予定品」）を代替として使用する。
まだ入手できるが高価。スペック（最大定格）から、東芝の 2SA1360-Y
（2011 年 10 月現在「生産終了予定品」）を代替部品とする。
購入。東芝から 2010 年 7 月に「新規設計非推奨」とし扱われることがアナ
ウンスされた。2011 年 10 月現在「生産終了予定品」となっている。
Mini パッケージの 2SK184 でもスペックは同じで代替可能。
ペア品購入。東芝から 2010 年 7 月に「新規設計非推奨」とし扱われること
がアナウンスされ、2011 年 10 月現在「生産終了予定」となっている。Mini
パッケージの 2SJ105 でもスペックは同じで代替可能。
6
3.
3.1.
仕様、回路構成検討、回路設計
筺体
筺体は、記事通り電源用の筺体とパワーアンプ用筺体で構成させるが、位置づけが異なる。記事でいう
電源用筺体の機能は、パワーアンプ筺体に統合する。今回の電源用筺体は、バッテリーに相当する部分
だ。電源制御部は、パワーアンプ用筺体に組み込み、電源用筺体にはトランスと整流回路、定電圧電源
回路を組み込み、AC ラインの電源 ON/OFF を装備する。なお、電源とパワーアンプの一体化も考えたい。
3.2.
電源回路ブロック図
バッテリードライブの音に少しでも近づける為には、電源の低インピーダンス化が必要だ。この目的を
達成する為には平滑回路だけでは役不足だ。ここは定電圧回路を使うしか手が無い。パワーアンプの出
力段、ドライブ段それぞれ個別に定電圧回路にて電源を供給することにする。
出力段の電圧が±15V なので、トランスには MJ 無線と実験 2009 年 9 月号、10 月号に連載された DC アン
プシリーズ No.203 ターンテーブル制御アンプで使用されたテクニカルサンヨーの TK-58（0V-14V：1.4A
×2、0-18V:0.2A×2）の利用を考えた。電流容量不足が懸念されるが、まず、これでトライしてみる。
整流素子は、ブリッジダイオードの GBPC2502、GBPC2504、ファーストリカバリダイオードの日立の V19E
や日本インターの 32FD2 が定番だが、私は、ショットキーバリアダイオードの音が好みなので、日本イ
ンターの FCH10A15/FRC10A15 及び FCH20A15/FRH20A15 を使用することにした。
17.4V の電圧は、17.5V に変更する。
7
3.3.
電源トランスの容量確認
TK-58 の電流容量で、足りるかどうかの検討を行う。記事からは回路の各パーツの発熱は殆ど無い事が読
み取れ、5800mAh のバッテリーを使って片 ch、Io=65mA のアンプ 3 台を１日 2 時間使用して１週間使用可
能（65mA×2（ステレオなので 2ch）×3 台×2 時間×７日＝5460mA）と記載されていることから、高々ア
イドリング電流分の 0.13A＋α程度しか消費しないということがわかる。
出力 24W で 4Ωのスピーカーの場合、
Ｐ（出力）＝Ｉ（電流）×Ｖ（電圧）およびＶ（電圧）＝Ｉ（電流）×Ｒ（負荷抵抗）より
Ｐ＝Ｉ2×Ｒなので、電流はＩ＝
Ｐ
Ｒ
(rms:正弦波実行値) となる。電流の最大値は
×I だか
ら、最大電流は 3.4A になる。トランスの電流容量は平均電流で考えるので、 ×I を使って
π
1.414213562÷3.141592654×
２４
４
＝1.1A
となり、ステレオなので 2 倍の 2.2A がトランスの容量として必要になる。私の所有するスピーカ（YAMAHA
Soavo-1）の場合はインピーダンスは 6Ωなので、同様に計算すると 1.8A が必要だ。但し、これは信号が
正弦波の場合であり、実際の音楽で必要な電流はこの 25%～50%の 500mA～1A で考えれば良いので、TK-58
（0V-14V：1.4A×2、0-18V:0.2A×2）で十分と判断する。
しかしながら、気になる点が１点ある。パワーアンプに実装されている電流制限回路の設定値である。
出力トランジスタのエミッタ抵抗 0.22Ωに電流が流れると電圧降下が発生し、この電圧が 510Ωと 1KΩ
で分圧されて電流制限用トランジスタのベースエミッタ間にかけられる。トランジスタは 0.6V で ON す
るので、トランジスタ ON 時のエミッタ抵抗 0.22Ωにかかる電圧Ｘとその時の電流は、
×Ｘ＝0.6V よりＸ＝0.906Ｖ
0.906÷0.22＝4.1Ａ
24W でのピーク電流が 3.4A という計算値に対して、異常電流を抑える為の 4.1A 設定は妥当であるが、電
流容量 1.4A の TK-58 でピーク電流 3.4A を供給できるのだろうか、巻線が焼き切れないだろうかとちょ
っと心配。±14V で 3～4A のトランスがあれば安心なのだが。
2007 年 4 月号、5 月号のオール FET プリメインアンプで採用された TK-P2 は 12V で 4.2A なので、容量的
には良いが、12V の整流後の電圧は 16.9V であり定電圧回路から±15V を供給するのはちょっときつい。
3.4.
パワーアンプ部
パワーアンプは所有するスピーカのインピーダンスが 6Ωなので 4Ω用を作成する。電源制御部をパワー
アンプの筺体に組み込む事にしたので、誌面の記述通り定電流回路の ON/OFF 用スイッチは省略する。基
本的に AC 電源での使用が前提であり、消費電流を極限まで削ることは不要である。また、２段目の定電
流回路の定電圧を温度特性が良くないダイオードの VF で作っているが、それほどぎりぎりにする必要も
無いので、－側も-2.4V 足して-17.4V とし、定電圧を 2.4V のツェナーダイオードで作ることにした。電
源回路ブロック図で-17.4V（図上は-17.5V）の定電圧電源回路を入れてあるのはこの為である。
誌面より、IK=2mA（回路定数からは(1.2V-0.6V)÷270Ω=2.2mA）としているので、定電流回路の抵抗値
は、(2.4V-0.6V)÷0.0022A=818Ω→市販抵抗だと 820Ωとなる。また、このツェナーに流す電流は初段の
8
定電流を利用するのではなく抵抗で供給する。バッテリーと違い、定電圧電源なので電圧の変動は無く、
抵抗で十分だ。ツェナーに流す電流は LED と等価の抵抗が 820Ωなので、(-13.98V－(-15.60V))÷820Ω
=0.00198A≒2mA より 2mA 流すことにし、この時の抵抗値は、(-17.4V＋2.4V)÷0.002A＝7.5KΩとなる。
5mA 必要なので、(-17.5V+2.4V)÷5mA=3KΩとなる。
二段目の 2SA606 の代替に当初 2SA970 を考えたが 2SA606 と比較すると hfe が大きすぎる。そこで 2SA606
と hfe が同等な 2SA1360 を使う事にした。ドライバー段の 2SC1161 の代替には、2SC3421-Y を使用する。
オリジナルパワーアンプ部初段と
２段目の回路
オリジナルの回路は、MJ 無線と実験
2010 年 9 月号 No.209 DC パワーアン
プの記事を参照のこと
上記変更を反映したパワーアンプの回路を以下に示す。なお、電源 17.4V は 17.5V にしている。
オリジナルの回路は、MJ 無線と実験 2010 年 9 月号 No.209 DC パワーアンプの記事を参照の
こと
9
3.5.
発振対策
No.209 DC パワーアンプ誌面の回路には、出力にＣＲによる積分回路が付いていない。また、電源インピ
ーダンスを抑え発振を防ぐための電解コンデンサも＋15V 側電源ラインには付いているが－15V 側に付い
ていない。後者は、バッテリードライブの場合電源は低インピーダンスなので関係ないが、今回の様に
ＡＣラインから整流して供給する場合は配慮が必要になる。ネットに上がっている先人の方々の報告で
は、バッテリードライブでも発振が起こり対策についてあれこれ書かれている記事が散見される。誌面
の回路では、積分回路が無いのと、配線の引き回し方が適切でないが為に発振が起こりやすいと推測す
る。
窪田登司（くぼたたかし）氏著「半導体アンプ作成技法」には発振対策として下記対応が必要と記述さ
れている。
（ａ）整流回路の電解コンデンサには内部抵抗の低い製品を使用する
（ｂ）高域のインピーダンスを抑えるために整流回路の電解コンデンサに並列に１µF 程度のフィルムコ
ンデンサを付ける。（基板側にも高域のインピーダンスを抑えるために小容量の電解コンデンサと
フィルムコンデンサを取り付けることが多い。）
（ｃ）電源供給ラインは太く短くする。パワーアンプの場合は長くなりがちであるので配慮すること。
（ｄ）配線をむやみに束ねない。電源供給ラインと出力ラインは束ねないこと。
（ｅ）入力回線は、出力回線に近づけないこと。
（ｆ）プリント基板とＮＦＢラインを結ぶ線は必ず独立させること。
（ｇ）出力にＣＲによる積分回路を入れて、スピーカのＬ成分による高域のインピーダンス上昇により
高域ゲインが上昇し発振に至ることを抑える。スピーカコードなどのＣ成分よる発振抑制は、コイ
ルを出力ラインに挿入する。
（ａ）については、市販品の選択肢があまり無いのでこの対応はちょっと無理。
（ｂ）については整流回
路の電解コンデンサに並列に１µF 程度のフィルムコンデンサを付ける方は必要であれば対応を行う。基
板±電源へのコンデンサ取り付けは、No.209 DC パワーアンプの回路では、＋側だけ電解コンデンサが取
り付けられているが、正負両方に取り付けることにする。
（ｃ）については、出来る限り短くなるように
配慮する。（ｄ）は実装の時配慮する。
（ｅ）については、発表記事の配置では、筺体中央に配置されて
いる DC 検出回路から出力ラインへの引き回しが、基板の入力側、入力のＲＣＡジャックと接近する恐れ
があり、発振の一因となる危険性をはらんでいる。また、
（ｆ）は、ゲイン調整用のボリュームを NFB で
行っているので、基板からボリュームに至る配線の引き回し方が適切でないと、発振を起こす可能性が
ある。
（ｇ）の積分回路は発振対策について考える。
スピーカーの高い周波数での誘導成分（Ｌ：コイル）による発振対策として、積分回路を出力に挿入す
る。インターネットで検索してみると No.209 DC パワーアンプの周波数特性に関する SPICE のシミュレ
ーション結果が出ており、1MHz から上昇し始め、4MHz～5MHz でピークとなっている。また、窪田登司（く
ぼたたかし）氏著「半導体アンプ作成技法」によると、カットオフ周波数は、fc=1/(2πCR)で計算し、
300KHz～1MHz が適当であるとのことである。
10
値としては、C=0.033μF～0.047μF、R=10Ω～33Ωが適当とコメントされている。また、ＭＪ無線と実
験の過去のパワーアンプに関する記事を見てみると、0.01μF～0.022μF が良くつかわれていることがわ
かった。そこで、Excel でいくつか定数のパターンを作って計算してみた。
（ちなみに、昔はこういった計算は関数電卓で計算したが、今は Excel で殆ど出来てしまうので、関数
電卓は全く使わなくなってしまった。）
計算結果のどれを使うと、どの様に音に影響するかがわからないが、とりあえず C=0.01μF、R=33Ωとす
ることにした。この場合のカットオフ周波数は、482KHz となる。
C
R
f
過去作成事例
0.010μ F
10Ω
1,591,549
0.015μ F
10Ω
1,061,033
0.022μ F
10Ω
723,432 ←安井氏アンプ
0.010μ F
22Ω
723,432
0.010μ F
33Ω
482,288 ←落合氏アンプ
0.015μ F
22Ω
482,288
0.033μ F
10Ω
482,288
0.047μ F
10Ω
338,628 ←窪田氏の例示
0.022μ F
22Ω
328,833
0.015μ F
33Ω
321,525
0.022μ F
33Ω
219,222 ←落合氏アンプ
0.033μ F
22Ω
219,222
0.047μ F
22Ω
153,922
0.033μ F
33Ω
146,148
0.047μ F
33Ω
102,614
スピーカーの高い周波数での容量成分（コンデンサ）による発振対策については、事例があまりないの
で省略する。
11
3.6.
保護回路－電源制御部、DC 検出部
記事では電源制御回路の TC4011BP に 15V が使われているが、最大定格を満足しているとはいえ、IC は
3.3V とか 5V、15V はオペアンプの電圧だという先入観が先立ち、どうも感覚的に抵抗がある。ここは、
ツェナーを使って 5V とは言わないが 6.2V にしたい。電圧変更に伴い各抵抗の定数も変更している。
AC 電源と１体筺体とするので、MOS-FET の On/Off スイッチは省略する。
MOS-FET であるが、2SK2554 も入手したが、2SK1303 の手持ちがあるので使用する予定である。2SK2554
の 4.5mΩより１桁 ON 抵抗が 1 桁大きい 50mΩであるが、2SJ217 の 33mΩとは同レベルだ。
DC 検出部は No.209 DC パワーアンプの誌面通りとする。
オリジナルの保護回路－制御部および DC 検出部の回路は MJ 無線と実験 2010 年 8 月号 No.209 DC
パワーアンプの記事を参照のこと
3.7.
定電圧電源
3.7.1. ±15V 定電圧電源
出力段用の±15V の定電圧電源回路は、MJ 無線と実験 2009 年 9 月号、10 月号 DC アンプシリーズ No.203
ターンテーブル制御アンプで発表された回路に、MJ 無線と実験 2010 年 2 月号、3 月号 DC アンプシリー
ズ No.206 多機能デジタル再生システムで発表されたカスコード FET の IDSS が小さい場合の対策を盛り
込んだ回路とする。
過電流保護回路の過電流検出抵抗の値は、DC アンプシリーズ No.203 で採用されている 0.22Ωをそのま
ま使用する。
この抵抗値は、
2.72A で過電流保護トランジスタが ON する 0.6V の電圧降下を生み出す値だ。
つまり、電流制限値が 2.72A で、正弦波の最大出力時の平均電流 2.2A よりは大きい値で、正常時は動作
に影響が無く、過電流が流れる異常事態に反応する閾（しきい）値だ。
抵抗の電力容量 P は、I2R＝(2.72)2×0.22＝1.63W となり余裕を見て 5W の抵抗を使用する。
出力トランジスタには、2SA1941-O／2SC5198-O（VCEO=140V,IC=10A,PC=100W）が安価に入手出来た為使用
する。また、これを駆動するダーリントン接続のトランジスタは、2SA1358-Y／2SC3421-Y を使用する。
最大出力時、出力トランジスタには、2.72A×(19.8V-15V)=13W の熱損失が発生するので、対応する熱容
量の放熱器が必要になる。
出力電圧を決める抵抗Ｘの値は、式 15V=6.2V×(18KΩ＋Ｘ)÷ＸをＸについて解くと、
Ｘ＝6.2V×18KΩ÷（15V-6.2V）＝12681Ω
12
これを 12KΩと 680Ωに分けて実装する。680Ωの方は調整用とする。なお、MJ 無線と実験 2009 年 9 月号、
10 月号 DC アンプシリーズ No.203 ターンテーブル制御アンプで発表された回路の定数は 750Ωになって
おり、6.2V×(18KΩ×12.75KΩ)÷12.75KΩ＝14.95V になる。
+15V の定電圧回路は、MJ 無線と実験 2010 年 2 月号、3 月号 DC アンプシリ
ーズ No.206 多機能デジタル再生システムの+5V の定電圧回路の出力電圧調
整の抵抗を 12KΩ+680Ωとし、過電流保護抵抗を 0.22Ωとした回路である。
また、MJ 無線と実験 2009 年 9 月号、10 月号 DC アンプシリーズ No.203 タ
ーンテーブル制御アンプで発表された+15V の定電圧回路も参照のこと。
-15V の定電圧回路は、MJ 無線と実験 2010 年 2 月号、3 月号 DC アンプシリ
ーズ No.206 多機能デジタル再生システムの+5V の定電圧回路の出力電圧調
整の抵抗を 12KΩ+680Ωとし、過電流保護抵抗を 0.22Ωとした回路である。
また、MJ 無線と実験 2009 年 9 月号、10 月号 DC アンプシリーズ No.203 タ
ーンテーブル制御アンプで発表された-15V の定電圧回路も参照のこと。
13
3.7.2. ±17.5V 定電圧電源
±17.5V の定電圧電源回路も MJ 無線と実験 2009 年 9 月号、10 月号 DC アンプシリーズ No.203 ターンテ
ーブル制御アンプで発表された±15V の回路および、MJ 無線と実験 2010 年 2 月号、3 月号 DC アンプシリ
ーズ No.206 多機能デジタル再生システムの+5V の回路を基にした回路である。
過電流検出抵抗の値を 3.3Ωとする。この抵抗値による過電流制限値は 0.6V÷3.3Ω＝182mA である。
ここは、5.6Ωにすれば電流制限値は 107mA になる。これでも十分かも。
出力電圧を決める抵抗Ｘの値は、式 17.5V=6.2V×(18KΩ＋Ｘ)÷ＸをＸについて解くと、
Ｘ＝6.2V×18KΩ÷（17.5V-6.2V）＝9876Ω
これを市販の抵抗値 9.1KΩと 750Ω(計算上は 776Ω)に分けて実装する。750Ωの方は調整用とする。
+17.5V の出力トランジスタは、2SA1358 を使用し、-17.5V の出力トランジスタは、2SC3421 を使用する。
+17.5V の定電圧回路は、MJ 無線と実験 2010 年 2 月号、3 月号 DC アンプシ
リーズ No.206 多機能デジタル再生システムの+5V の定電圧回路の出力電
圧調整の抵抗を 9.1KΩ+750Ωとし、過電流保護抵抗を 2.4Ωとした回路で
ある。
また、MJ 無線と実験 2009 年 9 月号、10 月号 DC アンプシリーズ No.203 タ
ーンテーブル制御アンプで発表された+15V の定電圧回路も参照のこと。
-17.5V の定電圧回路は、MJ 無線と実験 2010 年 2 月号、3 月号 DC アンプシ
リーズ No.206 多機能デジタル再生システムの+5V の定電圧回路の出力電
圧調整の抵抗を 9.1KΩ+750Ωとし、過電流保護抵抗を 2.4Ωとした回路で
ある。
また、MJ 無線と実験 2009 年 9 月号、10 月号 DC アンプシリーズ No.203 タ
ーンテーブル制御アンプで発表された-15V の定電圧回路も参照のこと。
14
4.
4.1.
基板設計
パワーアンプ基板の部品配置、パターン設計
基板は ICB-93SG を使用することにした。放熱器など、まだ入手していないパーツもあるが、机上でパタ
ーンを考えた。パーツを入手しつつ修正して行く。パターンはいつも通り「回路図通り」を基本に考え
ているが、今回は、電流制限回路の部分が回路図配置と異なっている。
部品面
サーミスタ
サーミスタ
+17.5V
10μF
Tr1,Tr2 : 2SK117-BL
0.1μF
130Ω
C
B
E
0.22Ω
1KΩ
510Ω
Tr10
1.2KΩ
120Ω
22KΩ
Tr4
Tr7
0.22Ω
1KΩ
Tr11
510Ω
150Ω
820Ω
3KΩ
820Ω
E
Tr3
22KΩ
C
B
E
1.2KΩ
330Ω
50Ω
3.9KΩ
Tr13
Tr12
750Ω
-15V
-17.5V
Vol へ
10μF
0.1μF
パターン面
+17.5V
サーミスタ
サーミスタ
+15V
C
B
E
OUT
IN
C
B
E
E-IN
E
-15V
-17.5V
Vol へ
15
Tr3
: 2SK246-BL
Tr4,Tr5 : 2SA1360-Y
Tr6,Tr7 : 2SC3421-Y
Tr10,Tr11: 2SC2240-GR
OUT
820KΩ
E-IN
Tr5
Tr2
Tr1
IN
1.5KΩ
330pF
620Ω
1.5KΩ
50Ω
+15V
Tr6
150Ω
③
120Ω
①
100Ω
②
91Ω
Tr12,Tr13: 2SC2240-BL
ツェナーダイオード HZ2C2
4.2.
電源制御回路基板の部品配置、パターン設計
こちらも、机上で設計だけなので、実際の部品をマウントしてパターンを修正する。
ちょっと、パターンに悩んだ。Tr3 と Tr4 が回路図と上下関係が反転してしまった。
パターンは、後に修正した為、後述する。
4.3.
DC 検出部基板の部品配置、パターン設計
DC 検出部は基板面積が小さいので、下記図面は、部品面とパターン面を同一面上に描いているが、実際
は、表裏としなければならない。
パターンは、後に修正した為、後述する。
4.4.
電源制御回路基板（別案）
筺体内の配置をまだ検討していないので、基板向きについてももう一案作成した。前述の案は、基板を
縦にして使用したがこの案は基板を横にして使用する。FET（2SJ217/2SK2554）は、基板に図の様にして
装着し、筺体に取り付ける。
基板
パターンは、後に修正した為、後述する。
FET
DC 検出部基板（別案）
筺体 or 内部シャーシ
ＤＣ検出部についても、もう一案考えた。
パターンは、後に修正した為、後述する。
ＦＥＴの取り付け方法
4.5.
＋15V 定電圧電源基板
まだ、出力トランジスタに付ける放熱器を決めていないが、机上での基板設計を行った。出力トランジ
スタに大きな放熱器が必要な場合は、基板外に放熱器を固定し、トランジスタを取り付けて、基板から
リード線を引き出して接続する。
パターンは、後に修正した為、後述する。
4.6.
－15V 定電圧電源基板
-15V 電源も+15V 電源と同様の処置を行う。パターンは、FET（Tr5,Tr6）の部分が+15V と異なるので注意
が必要。
パターンは、後に修正した為、後述する。
16
4.7.
＋17.5V 定電圧電源基板
部品面
Tr1,Tr2: 2SC2240-BL
Tr3,Tr4: 2SK246-BL
Tr9
Tr5,Tr6: 2SK117-BL
Tr6
3.3Ω
Tr10
0.1µF
47µF
25V
750Ω
Tr4
D1
9.1KΩ
D3
Tr3
Tr8
18KΩ
D2
Tr1
Tr2
47µF
50V
Tr7
Tr5
※D2 と Tr7 は熱結合する
Tr7
: 2SA970-GR
Tr8
: 2SC2240-GR
Tr9
: 2SA1358-Y
Tr10
: 2SC2240-GR
D1
: HZ6C2
D2,D3 : 1S1588
パターン面
17
4.8.
－17.5V 定電圧電源基板
パターンは、FET（Tr5,Tr6）の部分が+17.5V と異なるので注意が必要。
部品面
Tr1,Tr2: 2SA970-BL
Tr3,Tr4: 2SJ103-BL
Tr9
Tr5,Tr6: 2SK117-BL
Tr6
3.3Ω
Tr10
47µF
25V
680Ω
18KΩ
Tr4
D1
12KΩ
D3
Tr3
Tr8
0.1µF
D2
Tr1
Tr2
47µF
50V
Tr7
Tr5
※D2 と Tr7 は熱結合する
Tr7
: 2SC2240-GR
Tr8
: 2SA970-GR
Tr9
: 2SC3423-Y
Tr10
: 2SA970-GR
D1
: HZ6C2
D2,D3 : 1S1588
パターン面
18
4.9.
部品配置確認とパターンの修正
机上で作成した部品配置を実際に基板に部品を乗せて確認し、部品配置図、パターン図に修正を施した。
パワーアンプ基板については、ドライバー段のトランジスタに放熱器は不要と思われるが、一応、小さ
な放熱器が付くかスペースを確認したところ、うまく入らなかったので部品位置をずらしている。10μF
の電解コンデンサについては耐圧が 25V あれば良いのだが、手持ちに 100V 仕様しかなかったのでサイズ
が大きくなっている。制御部とＤＣ検出部は別案の方で部品配置確認を行っている。誌面の部品配置と
パターンは「わかりづらい」という先入観があり、ＤＣ検出部についても誌面の部品配置を良く見ずに
決めた。しかし、部品配置を決めた後で誌面の確認をしたところ、殆ど同じであることに気が付いた。
部品配置やパターンを考えるのは結構時間がかかるので、一度は確認してから部品配置を検討すれば短
時間で済んだと思う。なお、定電圧回路は実績があるので部品配置確認は行わなかった。
パワーアンプ基板
ＤＣ検出部
制御部
19
筺体設計
5.
5.1.
筺体／方針変更
当初、電源部の筺体とパワーアンプ部の筺体を分ける方向で考えていたが、筺体の出費もばかにならな
いので、電源部も統合して１筺体で作成することにした。また、基本方針で掲げたバッテリー供給対応
は断念し、別途バッテリー対応アンプを作成することに方針変更する。筺体は、放熱用のスリットがあ
るタカチのＳＬシリーズから下記サイズを選んだ。誌面で使っている OS49-20-33(49(H)×20(W)×33(D))
と比較すると大きな筺体になる。
タカチ SL99-32-43 SS
5.2.
SL 型アルミサッシケース 99(H)×32(W)×43(D)
内部配置
筺体内部への部品配置の内、フロントパネル及びリアパネル以外の部品は、内部シャーシに取り付ける。
金田氏のアンプは底板に取り付けるかつり下げ式だが、底板に取り付けるとネジ頭が多数露出するし、
つり下げ式は、裏面からのメンテナンスが容易だが、自由に配置できない。
出力段トランジスタ
誌面において出力段トランジスタは、側板（本来の前面パネル）に取り付けている。しかし、放熱的に
は必要ないが、パワーアンプの出力段トランジスタは放熱器に取り付けないとどうも気が済まない。よ
って、放熱器に取り付けることにする。放熱器は高さが 70mm 以下の物を使う。
保護回路－制御部
筺体内のスペースを確保する為に保護回路の制御部については、FET（2SJ217/2SK2554）を筺体やシャー
シに取り付けるのではなく、LSI 用の 14×45×50mm の放熱器に取り付けることにした。この為、保護回
路の制御部基板の部品配置、パターンを変更している。
470KΩ
-Vout -Vin
G
D
パワーオン
ディレイ回路
1N4007
+Vin +Vout
Tr1
J217
S
SW SW
-Vin -Vout
緑黄
J217
D G
S
K2554
S
D G
TC4011BP
Tr3
2.2μF
D3
150KΩ
DET
K
緑
A
黄
A
黄
Protetor
10KΩ
Tr4
緑
K
D1
A:Anode
K:Cathode
E
E
20
DET
HBO5066X
1.1KΩ Tr2
15KΩ
A
黄
SW
黄緑
Tr5 10KΩ
150KΩ
緑
K
1N4007
470KΩ
+Vout +Vin
9.1KΩ
820Ω
Protetor
S
D
9.1KΩ
D2
15KΩ
HBO5066X
43.5
G
SW
A
100μF
47KΩ
100μF
Tr6
K2554
NSPB500S
47KΩ
47KΩ
47KΩ
青色 LED
K
未使用
IC
Tr1
Tr2
Tr3
Tr4
Tr5
Tr6
TC4011BP
2SJ217
2SA970-GR
2SC2240-GR
2SA970-GR
2SC2240-GR
2SK1303
(2SK2554)
D1,D2,D3 HZ6C2
保護回路－ＤＣ検出部
保護回路のＤＣ検出部については、２つの基板に分割し、左右のパワーアンプ基板に近い位置に配置し
て、出力ラインの引き回しを少しでも短くなるように配慮することにした。
Ｌ－ｃｈ用基板（部品面）
Ｒ－ｃｈ用基板（部品面）
OutPut
L-ch
150KΩ
OutPut
R-ch
150KΩ
10μF
Tr1,Tr3,Tr5
Tr2,Tr4
D
2SC2240-GR
2SA970-GR
1S1588
10μF
Tr2
DET
DET
Tr4
Tr1
Tr3
15KΩ
150KΩ Tr5
E
Ｒ－ｃｈ用基板（パターン面）
30KΩ
-15V
Ｌ－ｃｈ用基板（パターン面）
OutPut
L-ch
150KΩ
OutPut
R-ch
150KΩ
10μF
DET
Tr4
Tr2
DET
Tr3
15KΩ
Tr1
150KΩ
Tr5
30KΩ
-15V
10μF
E
パワーアンプ基板
パワーアンプ基板は、立てて取り付ける事にする。従って、内部シャーシと天板間は 72mm 以上必要に
なる。基板の入力側を前面パネル側に向ける。これにより、出力端子と離れ発振しづらくなる。
±15V の定電圧電源
基板を放熱器に立てて取り付け、かつ、保護回路制御部基板への配線が最短となる様に配置する。
±17.5V の定電圧電源
平滑回路との配線引き回しにおいてノイズがのらない様に配慮する。
ネジ端子型電解コンデンサ
22000μF/25V の電解コンデンサは、高さが 60mm、ネジ部の 12mm 以上になる。横向きには取り付けたく
ないので、筺体内部に配置する際、高さ方向の工夫が必要。
トランス
トランスは、前面パネル側中央に配置する。
21
以上のパーツを内部シャーシに配置する。筺体は本来側面である面をフロントパネル、リアパネルとし
て使用するので、
適正なサイズの内部シャーシ
（筺体 SL99-32-43 に本来適合する内部シャーシは AC32-43）
を使用すると、パネルとシャーシ間の間隔が狭すぎる為、パネルに取り付けたパーツが内部シャーシに
あたってしまう。以前は、内部シャーシ高を調整して対応していたが、今回は、一回り小さな内部シャ
ーシ AC26-43 を使用することにした。これにより、フロントパネル、リアパネルとの間隔がとれ、パネ
ルに取り付けた部品と内部シャーシの関係を考慮しなくて済むようになる。
積分回路を出力に接続するかどうかまだ決めていない。
5.3.
内部シャーシ、筺体高
内部シャーシの取り付けは、付属の取り付け金具
を使用すると、シャーシ面から天板まで 72mm と
なり、パワーアンプ基板が天板に接触してしまう。
そこで、10mm 高のＺアングルと、3mm 厚のアルミ
平板で取り付け金具を作り、シャーシ高を 17mm
から 15mm に 2mm 減じる。
ねじ端子式の電解コンデンサであるが、横向きで
使用すれば、筺体の高さを薄くすることが出来る。
22
しかし、当然平面スペース的には不利だ。極端に薄型のパワーアンプにする必要は無いので、コンデン
サは立てて使用することにする。
22000μF/25V の電解コンデンサは、高さが 60mm ある。加えてネジ部は 12mm～15mm ほどの高さがあるの
で、筺体内部は 75mm 以上の高さが必要になる。SL99-32-43 の場合、筺体内部高は 87mm（底板と天板間
では 91mm）で、内部シャーシ高を 15mm（底板からは 17mm）としたので、シャーシ面上の高さが 72mm と
なり、75mm 以上を確保することが出来ない。そこで、内部シャーシを貫通して取り付ける事にする。な
お、Ｌ型アングルで、底を支えるつもりだ。
5.4.
リアパネル
リアパネルは、スピーカ端子と入力、電源関係を配置する。
5.5.
フロントパネル
フロントパネルも電源スイッチとＬＥＤ、入力ボリュームを配置する。
23
作成
6.
6.1.
FET／トランジスタの選別
パワーアンプ初段差動回路の 2SK117-BL は IDSS を測定し、差が 0.1mA 以下の FET をペアとする必要があ
る。ペアマッチング作業も楽しいが、ペア品を購入する方が安上がりなのでペア品を購入した。
定電流回路用の 2SJ103 は、誌面で測定の指定は無いが、左右で IDSS
値を揃えて使用することにする。ここもペア品を購入してもよいが、
手持ちがあるので右図の回路にて測定選別することにした。ＭＪ無
線と実験 2010 年 9 月号 No.209 DC パワーアンプの記事に記載されて
いる［図 22］半導体の FET の IDSS 測定では電流計で電流測定して
いるが、私は、そそっかしいので、短絡させたりコレクターとエミ
ッターを入れ違えて測定するなどでテスターのヒューズを切ってし
まうことがよくある。そこで、電圧を測定するようにし、さらに過
電流を制限する為に、過電流保護付き定電圧回路を作って使用している。
２段目についても、誌面でペアの指定は無いが、hfe は揃っていた方が良い。2SA1360（2SA606 の代替）
のペア品は販売されていないので、これは自分で測定して選別する。ところで、トランジスタの hfe の
測定は、室温の１℃程度の変化にも影響を受ける。最初に測定したものを最後にもう一度測定すると室
温が変わっていているので、値が大きく異なってくる。そこで、一通り測定して値の近いもの２つを再
測定してペアを抽出した。測定は、下図右側の PNP トランジスタの hfe を計測する回路で行った。なお、
テスターが２台ないと hfe の計測がしづらい。
２段目の定電流回路の 2SC2240、ドライバー段の 2SC3421（2SC1161 の代替品）も測定指定は特にないが
上記、左側の回路でペアを抽出する。出力段に使用する 2SD218 の各代替品 2SD180、2SD188 リマーク品、
2SC793、2SC5198-O については、ＭＪ無線と実験 2010 年 9 月号 No.209 DC パワーアンプの記事に記載さ
れている［図 22］半導体の測定回路に従って測定する。これらはいずれも４個しか所有していないので、
値の近いものをペアとする。
ＭＪ無線と実験 2010 年 9 月号 No.209
DC パワーアンプの記事中の
［図 22］半導体の測定回路
を参照のこと
24
2SA1360 は、hFE のバラつきが少なくペアを作りやすい。測定した結果は 130～180 に分散しているが、
66%が 150～160 に集中していた。ペアは２組必要なので計算上は、６本買えば hFE の近いもの（±3%程
度の差のもの）が揃えられる。私は大人買いしてしまったが、10 本程度買えば十分だと思う。
また、ドライバー段に使用する 2SC3421 もペアを揃え易かった。
180～190
170～180
160～170
150～160
140～150
130～140
120～130
35
30
25
20
15
10
5
0
2SA1360 の hFE のばらつき
VGS 測定回路
2SJ103-BL は、どれもこれも IDSS が 9mA～11mA のものばかり。VGS 測定回路で VGS を測定して Rs を求め
て見た。初段の定電流は 2mA でよいので、ボリュームで VGS を調整し、 ID を 2mA に設定しようとした。
しかし、2KΩでは調整しきれない。1KΩを足して測定したがまだ駄目。えいっと 2KΩボリューム＋3.3K
Ω抵抗とし、やっと調整範囲に入った。VGS÷ID (2mA)で Rs の値を求めたところ、なんと 3.9KΩ。No.209
DC パワーアンプの記事の Rs=620Ωと大違い。本当に BL ランクでいいの？。データシートによると、BL
の IDSS は 6mA～14mA の範囲。平均すると 10mA なので、ここの値の素子が多いのは当然だ。2mA の定電流
を生成するとすると、Max 6mA～7mA 程度で良い。これは、GR ラン
クで充分だ。データシートによると GR ランクの IDSS は 2.6mA～
6.5mA。最低の 2.6mA でも本回路に必要な 2mA は確保できる。しか
し、良く考えると、2SK246-BL であれば、6mA～7mA の物がたくさん
ある。そこで、回路を変更することにした。
出力段に使用するトランジスタの hFE を測定した。2SC5198 は、あ
と４本ぐらい買えば値の近い素子が揃いそう。2SC793 は、１つだけ飛び抜けているが、だいたい揃って
いる。2SD180 も同様だが、値が少し小さい。2SD188 のリマーク品は、バラつきが大きく、ちょっと使う
気になれない。
2SC5198 でも良いが、せっかくメタルキャンのトランジスタを購入したので、本機には 2SC793 を使用し
ようと思う。
出力段用のトランジスタの hFE 測定結果
No.
2SC5198-O
2SC793-Y
2SD180
2SD188
リマーク品
1
69.3
33.9
23.3
130.1
2
77.8
35.3
28.0
142.2
3
80.3
37.5
29.2
169.7
4
93.2
45.3
35.9
207.9
25
出力段用のトランジスタの hFE について、2SC793 を 4 個買い足したので再度測定した。前に購入したの
と同じお店で購入したので、幸いにもロットが同じ。合わせて、電源用に購入してあった 2SC5198 も測
定した。こちらはロットが違う。
なお、前回の測定は、定電圧回路の電流制限値を 18mA と極端に低く設定してあったので、IC を数 mA で
測定していた。今回、10 倍の 180mA まで流せるように変更したので、ＩＣ＝65ｍＡで測定している。
再測定の結果、No.3～No.6 を使用することにした。No.4 と No.5 が揃っているが、この組み合わせにす
ると他のペア性が悪くなる。購入したものを無駄にしたくはないし、大人買いもしたくない。
2SC793-Y
No.
(※)コレクターに接続した 10Ω の電圧降下
測定１回目
hFE
測定２回目
IB(μ A)
mV(※)
hFE
IB(μ A)
mV(※)
1
62.74
1036
650
2
63.79
1019
650
3
33.90
194
65.70
68.93
943
650
4
45.30
193
87.30
69.89
930
650
69.97
929
650
5
6
37.52
194
72.60
71.79
904
649
7
35.35
194
68.40
73.28
887
650
73.53
884
650
8
2SC5198-O
(※)コレクターに接続した 10Ω の電圧降下
No. 測定１回目
測定２回目
hFE
IB(μ A)
mV(※)
hFE
IB(μ A)
mV(※)
69.3
92.8
64.3
95.4
681
650
2
97.6
666
650
3
99.5
653
650
1
4
77.8
92.7
72.1
103.3
629
650
5
80.3
92.7
74.4
109.6
593
650
6
93.2
92.5
86.2
121.0
537
650
26
6.2.
＋15V 定電圧電源基板
筺体の検討段階では、＋15V 定電圧電源基板と放熱器をそれぞれ内部シャーシに取り付ける計画であった
が、放熱器 TF3205A が手に入ったので、放熱器に＋15V 定電圧電源基板を立てて取り付けることにした。
また、2SC3421 の取り付け向きを変え、小さな放熱器を取り付けられるようにするなど、基板パターンの
修正を行った。
Tr9
2SC2240-BL
2SK246-BL
2SK117-BL
2SA970-GR
2SC3421-Y
2SA1941-O
2SC2240-GR
HZ6C2
1S1588
0.22Ω
Tr10
Tr8
0.1µF
47µF
25V
680Ω
Tr4
Tr3
D1
12KΩ
D3
Tr1
Tr2
47µF
25V
Tr7
D2
18KΩ
Tr6
Tr1,Tr2:
Tr3,Tr4:
Tr5,Tr6:
Tr7
:
Tr8
:
Tr9
:
Tr10 :
D1
:
D2,D3 :
Tr5
※D2 と Tr7 は熱結合する
基板の配線は、電流の多いところを 19 本撚り線、その他は 7 本撚り線で配線した。なお、私は、撚り線
をモガミ 2497 の素線ではなく、20 芯のケーブルを使っている。7 本撚り線を多く作る必要がある場合は
20cm ぐらいのケーブルを２本カットし、1 本は 19 本撚り線とし、余らせた撚り線 1 本をもう 1 本のケー
ブルに足して 7 本撚り線を 3 本（7×3＝21 なので）作成している。
ところで、出力電圧の調整には電源が必要だが、
まだ、トランス、平滑回路を組み上げていない
ので、バッテリードライブ用の電池を使用する
ことにし、右図のように配線して確認した。た
だ、満充電時で 28V となる為、電解コンの耐圧
をオーバーする。そこで、電池３本分パススル
ーして使用した。調整用抵抗(680Ωの抵抗)は、
910Ωで+15.03V（無負荷時）に設定できること
27
を確認。今、手元に持ち合わせが無いので、別途購入して取り付ける。
基板は、放熱器に 3mmφのネジのタップでねじの溝を切り、5mm のスペーサーで取り付けた。トランジス
タには、+15V の電源で余った部分を使ってリード線を固定し、はんだ付けし易くなるように配慮した。
（後述：余りの基板は、整流素子用に使った方が良い）。トランジスタは、マイラーシートで絶縁して
放熱器に取り付けてたが、取り付けの際、シリコングリスを塗り過ぎて大量にはみ出してしまった。
910Ωを購入し取り付けて再測定したところ、テスターの値が+14.99V と 15.00V を交互にちらちら表示。
ピタッ! とならないので少し気になるが、まあ、いいっか。
6.3.
－15V 定電圧電源基板
－15V 定電圧電源基板も＋15V 定電圧電源基板と同様のパターン修正・加工・実装・調整を行う。
なお、調整用のバッテリーの供給回路を少し変更して使用した。こちらは、調整用抵抗 680Ωで－15.03V
と設計値通りの値となった。また、スペーサを金属製とし、＋15V 定電圧電源基板のスペーサも合わせて
プラスチック製から金属製に交換した。
部品面
Tr9
Tr1,Tr2:
Tr3,Tr4:
Tr5,Tr6:
Tr7
:
Tr8
:
Tr9
:
Tr10 :
D1
:
D2,D3 :
Tr8
Tr10
0.1µF
Tr4
12KΩ
47µF
25V
680Ω
D1
Tr3
D3
Tr1
Tr2
47µF
25V
Tr7
D2
18KΩ
Tr6
0.22Ω
Tr5
※D2 と Tr7 は熱結合する
パターン面（一部＋15V とパターンが異なるので注意）
28
2SA970-BL
2SJ103-BL
2SK117-BL
2SC2240-GR
2SA1358-Y
2SC5198-O
2SA970-GR
HZ6C2
1S1588
6.4.
±17.5V 定電圧電源回路基板
パワーアンプの初段の電流が 2mA、２段目には 6mA～8mA が流れる。ドライバー段は回路図に記されてい
る測定電圧から計算すると、0.579V÷150Ω＝3.9mA の電流が流れているようなので総計 14mA が流れてい
る。初段と２段目はＡ級動作だが、ドライバー段がわからないので、仮に総計 14mA を
倍すると約 20mA
となり、ステレオなので 40mA が必要な電流と予測する。この時、＋17.5V の基板の出力トランジスタは、
入力電圧が 25.5V、出力電圧が 17.5V なので、25.5-17.5=8V の電圧差があり、40mA の電流が流れると、8
×0.04=0.32W の熱損失が発生する。この程度だと放熱器は不要だと思うが、小さな放熱器が付けられる
ように出力トランジスタに放熱器を仮止めし、高さを調整して実装した。使用する上で放熱器が必要か
否かは実際に動作させた状態で判断する。電圧調整の抵抗は、＋17.5V の基板は、750Ωを 680Ωに交換
することで 17.52V が得られた。
また、
－17.5V の基板は、
750Ωを 620Ωに交換することで 17.51V と 17.52V
をちらちら表示する状態となった。
6.5.
保護回路－電源制御部
保護回路の MOS-FET は、筺体を放熱器として使用するのではなく、LSI
用の放熱器を使用して取り付けた。4φのドリル刃で２個の穴を穴あけし
たのだが、一方の穴が 1ｍｍ以上ずれて穴が開き、加工精度の悪さ、加
工技術の未熟さに我ながら驚いた。慌てて丸やすりで修正。また、基板
に固定する為のネジの溝が無かったので、円形溝部分にタップを立てネ
ジの溝を付けた。
なお、2SK2554 の代わりに 2SK1303 を使用している。しかし、相変わら
ずシリコングリスを塗り過ぎ。MOS-FET、絶縁マイカー板の両面、放熱器
のそれぞれに塗っているのだが、それがいけないのかな。
6.6.
保護回路－DC 検出部
回路を２つの基板に分割して実装し、出力ラインの引き回しを少しでも短くするよう配慮した。
29
6.7.
パワーアンプ基板
パワーアンプ基板の実装後、回路図との確認をしたら、パターン図の+15V 側の電解コンデンサーの極性
が誤っている事に気が付いた。危ない危ない電解コンデンサがパンクするところだった。その他、作成
過程での見直しも含めてパターン図を修正。
初段の差動回路に使用する 2SK117-BL は、アラルダイトではなく、セメダイン社のハイスーパー３０と
いうエポキシ系の接着剤を使用して接着。硬化時間が 30 分で調整がしやすい。いつもの様に洗濯バサミ
で固定。少し時間をおいてから位置調整して、また、少し待ち、はみ出した接着剤をカッターで除去し
てから完全に硬化するまで固定する。なお、接着剤を無駄にしない様、定電圧回路のトランジスタとダ
イオードの熱結合をこの時同時に行った。
初段の定電流回路であるが、FET で定電流回路を組む場合、いつもは、
VGS 測定回路で所定の ID になる Rs を測定し、事前購入しておくのだが、
今回は Rs が 620Ωに近い値になるになる IDSS が 6.28mA の 2SK246-BL
を選別した。Rs が 620Ωの時 ID が 2.35mA、680Ωの時 2.22mA、750Ωの
時 2.10mA だ。これ以下の IDSS の値の 2SK246-BL が良いのだが手持ちに
は無い。やはり、事前に抵抗値を測定してから購入した方が無駄な買い
物をしなくて済む。
終段トランジスタの温度補償用のサーミスタ 200D5A が購入できず、代替として 200D5 を購入している。
200D5A のデータシートが入手出来ず、何がどのぐらい違うか判断できないのでパラに接続する 430Ωに
ついてはカットアドトライの調整が必要だ。この段階では 430Ωを実装しないでおく。
２段目の 2SA1360-Y の熱結合は容易だ。シリコングリスを塗り、ネジ止めするだけで済む。
ドライバー段の 2SC3421-Y は、殆ど発熱しないと思われるが、小さな放熱器を取り付けておいた。
30
6.8.
放熱器の加工
パワートランジスタの熱暴走を防ぐには回路的には温度制御（電流制御）を確実に行えば良いのだが、
ろくに設計できない私に出来る事と言えば、放熱器を大きくして熱の発散効率を上げる事ぐらいだ。
No.209 DC パワーアンプでは筺体の側板にパワートランジスタを取り付け、
放熱器として使用しているが、
ここにはなるべく大きな熱容量の放熱器を使用することにした。想定するケースに入れる為には高さが
7cm 以下でなければならない。過去（何十年も前）に「TF1306A-2 TO-3×2 マウント」という高さ 6cm の
放熱器があったのを思い出した。しかし、方々探したのだがもうどこにも売られていない。時間をかけ
てやっとのことで穴なしのタイプの「TF1306」を見つけた。不得意な穴あけ加工をしなければならない
が、これを使うしかない。
TF1306
方眼紙でパワートランジスタの穴位置決め
穴あけはステッピングドリルを意識して、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.2mm、3.5mm、4mm、面取り
カッターを順に使用。思いのほか、正確に綺麗に開いたのでうれしくなった。
最後に、基板取り付け用のアルミ板を取り付ける穴をあけ、タップをたててネジ止め出来るようにした。
31
アルミ板を取り付け、基板を取り付けてみた。
アルミ板は縦×横が 100mm×200mm 厚さ 1t の物を購入。放熱版の幅（148mm）と基板 ICB-93SG の
高さ（72mm）に合わせてカットした。カットといっても厚さ 1t のアルミ板なので、金鋸とかは使わな
い。カッターを使い、文房具屋で売られているカッターマットの上で（この上でやらないと机がキズキ
ズになっちゃう。私は A3 サイズのものを愛用）カットするラインに 10 回、20 回と切り込みを入れ、裏
側からも同様に切り込みを入れる。次に、机の端のラインに切り込みを入れた部分をあてて、机側と机
からはみ出した部分とに両手の掌をあて、少し体重をかけながら曲げる。45°ぐらいに曲がったら裏返
してもう一度曲げる。後は手でぐきぐきと何回か折り曲げると綺麗に切り離す事ができる。
カットしたアルミ板の穴あけ寸法図を以下に示す。
32
6.9.
±17.5V 基板の L 型アルミ板への取り付け
±17.5V の基板も立てて取り付ける事にし、L 型アルミ板に取り付けを行った。
6.10. 整流ダイオード基板
整流ダイオードの基板パターン図を描くのを忘れていた。±17.5V の基板の余りで FCH10A15/FRH10A15
の実装をする。FCH20A15/FRH20A15 も±15V の基板の余りで作ればよかったのだが、出力トランジスタの
実装に使ってしまったので、新たな基板から切り出した。
FCH10A15/FRH10A15
+
FCH20A15/FRH20A15
-
-
+
AC
AC
33
6.11. 内部シャーシ加工
筺体（きょうたい）まで一気に買う予算は無いので、まずは、内部シャーシだけ購入した。作成した基
板、放熱器、ネジ端子付き電解コンデンサ、トランス（TK-58B）を内部シャーシの上において、最終の
配置検討を行い、Ａ３の方眼紙に寸法図を書き込んだ。良く起こすミスは、シャーシ両端に置くビス止
めが出来なかったり、シャーシの固定金具とぶつかってしまう事や配線材が放熱器と接触してしまう事。
これらは、配慮したつもり。なお、±17.5V の基板が離れてしまうが、ここは妥協。
例によって、電動工具は持っていないので、ハンドドリルとやすりで全て仕上げる。大きな穴は、放熱
器用の放熱穴 35φが４つ、10φの穴が 12 個、ネジ端子式電解コンデンサー用の 38φの穴が 2 個。これ
らは、内側にたくさんドリルで穴あけして、それらを繋げて切り取る方法で穴あけする。
まずは、方眼紙に穴あけ加工図面を下記、実際の部品
を並べて最終確認。
部品配置を当初構想から少し変えた。
あれ？。制御基板をさかさまに置いていた。
写真を見て気付く・・・。
納得いくまで確認した後、方眼紙を内部シャーシに張
り付け。円の穴あけ位置は、まず、90°ずつ穴位置を
決め、次にコンパスで中学生の時に習った角の二等分
を繰り返し、穴位置を決めた。放熱器用の放熱穴は、
全て丸穴にした。
穴位置が決まったらポンチを打つ。中心や目標の円の
大きさを示す為のポンチも目印として打っておく。
ポンチは、円の中心にも打っておく。
ポンチを打ったところを 1.5φのドリルで少し大きく
する。これは、ポンチを打った部分に大きな径のドリ
ル刃で穴あけすると中心がずれてしまう対策として実
施した。
34
穴あけ実施。数が多いのでハンドドリルでは根気が必
要。でも、何時までに作成しなければならないといっ
た制約はないので、まっ。ボチボチと。
穴あけが終わったら、円の中心に打ったポンチ穴にコ
ンパスの針を当て、内部シャーシ上にもう一度円を描
き、カッターで、内部シャーシに円の印を刻むと共に
保護シートをカットする。
開けた穴の間をニッパで切り取りながら繋げ、ギザギザを半円のやすりを使って、カッターで刻んだ円
の印のところまで削り、円形に仕上げた。
ニッパは使い古した物を使用。新品を使うとあっという間に先端の切り味がなくなる。
6.12. サーミスタの取り付け
No.209 DC パワーアンプを始め、金田氏の DC パワーアンプではサーミスタをパワートランジスタにエポ
キシ系の接着剤アラルダイトでがっちりと固めて接着している。しかし、私は、貴重な石に接着するな
んてそんなこと出来ない。そこで、サーミスタを金具で抑えて固定することにした。板ばねの様な金具
が良いのだが適当な物が無かった為、以前落合萠氏の MOS-FET パワーアンプを作成で使用したクリップ
を加工して作成した。
35
さらに、サーミスタはころころした形状をしているので、うまく固定できないと思い、4mm ねじ用のワッ
シャーを付ける事にした。ここは、エポキシの接着剤で固定。但し、まわりだけにし、接触面側には塗
布していない。そして、1L2P の立ラグと加工した金具を持ち上げる為に 5mm のスペーサを使ってトラン
ジスタと共に放熱器に組み込んだ。サーミスタの足には接触事故防止も兼ね耐熱ガラスチューブを被せ
ている。サーミスタとトランジスタ間には熱伝導を確実にする為、たっぷりとシリコングリスを塗布し
ている。これで安定して動作するか確かめる。
6.13. 放熱器への基板取り付け
先に述べたように放熱機には基板を取り付ける為のアルミ板を取り付けている。パワートランジスタの
一方は配置上基板の入力と接近する。そこで、効果があるか不明だが、基板の入力に近いパワートラン
ジスタから引き出した線は、アルミ板と放熱器の間側に通し、基板の出力側からアルミ板に取り付けた
コードブッシュを介して基板へと導いている。なお、コードが放熱器に接触しないようにする為、結束
バンドでアルミ板に固定している。
ところで、基板が取り外せ、メンテナンスできるように配線しなければならない。しかし、基板を外し
やすいようにする為にはコードを長くしておかなければならない。長くしておくと、基板を取り付けた
時、余った部分の処置に困る。まず、パワートランジスタとの配線を第一優先で極力短くしたいので、
これが最短になる様に配線する。
36
6.14. パワーアンプ基板の仮調整と設計変更
筺体に組み込む前にパワーアンプを内部シャーシに仮付けした状態で仮の調整を行う。調整用の電源は、
まだ筺体が無いので、バッテリーを使用して行う事にした。
調整に必要なツールは、まず、電流計。専用の電流計は持っていないので、ヒューズ切れが心配だがテ
スターを使用する。８Ωのダミーロード。No.209 DC パワーアンプの記事では、56Ω5W の酸化金属皮膜
抵抗を７本使用するように記述があるが、最近、金属皮膜抵抗があまり流通していない様で手に入らな
い。燃えちゃう危険性が高いが、炭素皮膜抵抗を購入した。ところで、No.209 DC パワーアンプの記事に
は４Ωのアンプの調整に何Ωのダミーロードを使用して調整するかが記述されていない。４Ωに決まっ
てるだろうと言われそうだが、素人はこういうところが確証が持てず不安になる。
この他に目覚ましアラームが必要。温度計付き、スヌーズ（snooze）機能付きのものがいい。以前千円
ぐらいで購入したものを使用。Io の測定タイミングで、最初はアラームのスヌーズ機能で５分ごとに、
次は都度１５分～３０分置きにアラームをセットしながら測定する。室温も重要。測定時に合わせて記
録する。
No.209 DC パワーアンプの記事に従い調整を行うが、調整に入る前に、実装しなかったサーミスタのパラ
レル抵抗 430Ωを仮付けする。サーミスタは、200D5A ではなく 200D5 なので確認を行う。SEMITEC（旧石
塚電子）のホームページ（http://www.semitec.co.jp/）の用語集に、温度と抵抗値との関係を求める近
似式が掲載されている。この式を使って、200D5 との 430Ωでのグラフを描いてみた。
430Ωを接続しても高温での抵抗値の差はあまりない。従って、調整は 25℃以下 15℃ぐらいで行えば良
い事になる。なので、パワーアンプの調整時期は春がいい。気温が 15℃～25℃だからだ。そして、夏の
暑い盛りにまた確認する。この二回の調整を行い、
アンプが安定に動作する状態に設定する。これが秋
だと次の夏まで長いこと待たなければならない。
37
８Ωのダミーロード
抵抗の下に 1～2mm 厚の板を敷いて作成
すると隙間を綺麗に揃えて実装できる。
600
500
抵 400
抗
値 300
（
Ω
） 200
100
0
0
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85
温度（ ℃）
サーミスタ
430Ω接続時
まず、初段の定電流回路の抵抗値 620Ωを 750Ωに変更し、定電流を 2.3mA から 2.10mA に変更した。
続いて調整に入ったところ、サーミスタの調整の前に問題がおきた。VR2 を回しても、全く Io 流れない。
No.209 DC パワーアンプの後編(2010 年 9 月号)の P35[図 19(b)]の Ic5-IK,Ic4-IK が流れず、RB に VI1,VI2
の電圧が生じない。いや、生じているのだが 0.3V マイナスの電圧である。試しに二段目の定電流回路を
off にして 8Ωアンプと同じ状態にしてみると、電流が流れ電圧が生じる。二段目から必要な電流（3mA
×2）が供給できていないのだ。そこで、二段目の定電流回路で正しく 2mA 流れているか確認しようとし
たところ、もう一つ問題がある事に気が付いた。定電流ダイオードに NEC の RD2.4E を使用したのだが、
電圧を測定したところ 1.78V しか出ていない。データシートを見てみたところ、なんと 20mA 流さないと
定格の電圧にならない事がわかった。設計段階では、HZ2C2 のデータシートでツェナー電圧の測定条件の
ツェナー電流 Iz は 5mA であり、2mA でも必要な電圧が得られることを確認していた。同じような定格の
部品であることから、RD2.4E のデータシートを確認せず、動作条件がかなり異なっていたことに気が付
かなかった。ツェナー電流は 7.5KΩの抵抗で 2mA を作っていたが、20mA も流したくないので、ここは、
手持ちの抵抗とにらめっこして、2.7KΩの抵抗で 5.7mA 流すことにした。この時のツェナー電圧は 2.1V
になる。なお、HZ シリーズではツェナー電圧が 2.0V～2.2V の HZ2B2 がこれに該当する。さらに 3KΩが
あれば 5.1mA 位になるだろうが、また、ツェナー電圧が変化する。次にツェナー電圧を決めたので、IK=2mA
が流れるように設計段階で 820Ωとした抵抗値を 750Ωに変更した。
戻って二段目の差動だが、100Ωを調整しても 120Ωを調整しても二段目差動の電位を下げないとうまく
調整出来ず、一旦、1 段目の差動の 1.5KΩを 1.8KΩ、100Ωを 160Ωに、120Ωを 91Ωに変更して Io の調
整を可能とした。しかし、さらに調整を行い、1 段目の差動が 1. 5KΩのままでも、100Ω（160Ω）を 120
Ωとすることで、Io の調整が可能であることが確認できたので、この定数に変更することにした。
サーミスタを固定抵抗に置き換えた時のＩｏの変化
6.15. 温度計
75
サーミスタの電圧降下と Io の変化を見てみると、どんどん
下がってゆく。しかし、サーミスタを外して 200Ωの固定抵
抗に置き換えてみると明らかに安定している。
70
65
60
Io(mA)
55
そこで、トランジスタの温度変化と Io の変化の関係を探る
事にした。トランジスタの温度は、取り付けたサーミスタを
50
45
40
280.4
利用して温度計を作る。温度計といっても温度が表示される
38
281.3
282.3
283.7
285.1
わけではない。電圧降下が読み取れるだけだ。サーミス
タには 2mA の定電流を流す。これで、オームの法則で
抵抗値を算出できる。抵抗値の算出が出来たら、温度特
性の近似式を使って温度を求めることができる。
温度計の完成だ。
R = Ra×exp[B×(
= exp[B×(
loge
= B×(
-
)]
-
)]
-
)
=
+
-
=
T =
600
600
500
500
400
400
抵抗（ Ω）
300
300
200
200
100
100
0
0
0
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85
0
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85
サーミスタの温度（℃）
単独
430Ωパラ
150Ω+追加
サーミスタの温度（℃）
単独
150Ωパラ
方が強いので、サーミスタの感度（グラフの傾きが
430Ωパラ
270Ω+追加
270Ωパラ
245
160
大きい）を落とさなければならない。この定数を
240
140
Excel を使って求めてみた。現在の気温 25℃では、
230
430Ωを 150Ωに変更し、さらに 430Ωと同じ抵抗値
とする為に 51Ωの抵抗をシリーズに入れる必要が
電圧（ｍＶ）
235
120
225
100
220
80
215
60
210
40
205
ある。ただ、温度が高くなった場合が測定できず決
20
200
められない。そこで、傾きを少し大きくして、270
Io(mA)
抵抗（ Ω）
現状では Io の変化量より、サーミスタの変化の影響の
195
0
0
5
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
経過時間（分）
Ωで 22Ωの抵抗を入れる事にした。この値では、
電圧降下
右のグラフの様にまだサーミスタの変化の影響の
Io
方が大きく、なかなか Io が一定値に至らないが、
夏までこの値とし、再測定する。
No.209 DC パワーアンプの後編の調整の記述には 20mA から数分で 65mA に達するとあるが、本機は、全く
傾向が異なり、電源 On 時は 135mA から始まり、１時間後にやっと 65mA になる。
39
6.16. 再変更
RD2.4E を HZ2B2（2.0V～2.2V）に変更しようと買い出しに出かけたが、これだけ店頭で飛び番になって
いて入手出来ない。そこで、HZ2C2（2.3V～2.5V）を購入したので、定電流回路の 820Ωを 750Ωに変更
したものを、また、元の 820Ωに戻すはめになった。電流は 2.7KΩから 3KΩにして 5mA ピッタリに設定
した。
ところで、二段目で Io 制御ができるよう調整したが、やはり、極力回路定数は変えたくない。所詮 Io
のコントロールをしているのは一段目のサーミスタのところなのでここだけの変更に留めたい。前は、
初段の 1.5KΩを 1.8KΩにして電圧降下量を増大させたのだが、今回は、サーミスタ側の抵抗値を増やす
ことで対応する事にした。サーミスタと 430Ωの部分をボリューム＋抵抗に置き換え、その他の定数は
No.209 DC パワーアンプの後編の 4Ωパワーアンプ通りとして確認した。二段目の半固定抵抗を左に回し
きった状態で、ボリュームで調整。まず、電流が流れ始める点を確認し、その状態で二段目の半固定抵
抗を調整し 65mA を流す。出ました。電圧降下を調べ、定電流で割ると 169.7Ω。サーミスタ温度計は、
29℃を指している。この結果、サーミスタ部分の合成抵抗値をこの値になる様に以下の組み合わせのい
ずれかを組み込む事にした。夏までは、270Ω+62Ωで仮実装しておく。ただ、この定数だと夏時点では
Io が抑えきれないのではないかと懸念している。
サーミスタと
パラ接続の抵抗
シリーズに接
続する抵抗
430Ω
47Ω
330Ω
56Ω
270Ω
62Ω
220Ω
68Ω
200Ω
75Ω
150Ω
82Ω
この変更は、前述の回路図、パターン図に反映している。
40
6.17. パワーオンディレイ回路
回路が動作したので、音出しをしたくなった。昔（30 年前）
250 円で購入した 5cm 径のスピーカを引っ張り出し接続。
音は出る。ただ、電源の MOS-FET のゲートでの ON/OFF は
全くノイズが出ないが、バッテリー側で ON すると、すご
い音がする事がわかった。これは AC 電源とした時、電源
SW の ON/OFF でも同じ状態になるに違いない。そこで、制
御回路基板の空スペースに遅延回路を入れる事にした。遅
延は１～2 秒を目標に定数を計算し、右図の値とした。ト
ランジスタは汎用なら何でも良いので、2SC1815-GR と
2SA1015-GR を使用。ON 時にトランジスタのベース電圧が
トランジスタが ON する 0.6V を上回る様に抵抗の分配を決
め、かつ、9.1kΩに必要な電流（1mA）を供給できるよう
にベース電流（＝1mA÷［トランジスタの hFE］以上）を流
す様にしている。
この回路の組み込みにより問題は解消できた。ただ、放電
に時間がかかるので、電源 OFF 直後、まだ電解コンデンサ
が放電しきっていない状態で電源を入れるとノイズが出
る。対策として、電荷を早く逃がす為にダイオードを裏付
けしたが考えていたほどの効果はなかった。
6.18. 整流平滑回路
内部シャーシの AC 電源の整流・平滑部分も作って、内部シャーシとして完成させた。日本インター社の
SBD で FCH20A15/FRH20A15 の方は内部シャーシを放熱器として見立て、取り付けた。モールド型なので、
マイラー板は不要で、シリコングリスを塗布して直に取り付けている。電流容量の割に端子間が狭いの
で、配線に苦労した。ネジ端子型ブロックコンデンサの配線は、+15V：モガミ 2515（30 芯／0.18）オレ
ンジ、-15V：同、緑、アース系：同、黒、+17.5V：モガミ 2514（19 芯／0.18）赤、-17.5V：同、青、ア
ース系：同、黒を使用。ボリュームも接続した。AC ライン、リップルがのっているラインは撚って引き
回した。トランスの AC100V 系は内部シャーシ裏面のハーモニカ端子に接続。
41
6.19. 内部シャーシの取付金具
内部シャーシを筺体に取り付ける為のＺアングルを探し続けていたが、なかなか適切なものが見つから
ない。いろいろ探したあげく、東急ハンズに売っていたＺアングル「段差 5.5 ミリの水切り用部材」と
他のアルミ材を組み合わせて作成した。Ｚアングル以外に使用したアルミ材は、12×12mm 厚さ 0.8mm の
Ｌ型アングル、同、厚さ 1.2mm のＬ型アングル、5×10mm のアルミ角材と厚さ 0.5mm のガラスエポキシ板
である。ガラスエポキシ板は手元にあったので使用した。とにかく、高さを 13mm にしたかった。Ｌ型ア
ングルは、5×10mm のアルミ角材にビス止めして固定し、Ｚアングルも、0.5mm のガラスエポキシ板と共
に 5×10mm のアルミ角材にビス止めしている。
42
6.20. 筺体加工
（１）フロントパネル
フロントパネルは丸穴だけなので、穴あけでは特に苦労しない。気になるのはスイッチやつまみ、
LED の配置（デザイン）だ。これまで、電源ボタンは長方形の電源スイッチにしてきたので、本
機も角型とし、容量の大きい日本開閉器の SCB-AV12 を使用する事にした。LED は、電源ランプと
DC 検出の２つ。ボリュームは左右別に２個配置する。ボリュームの配置間隔は、プリアンプと合
わせて、デザインに統一感が出るよう配慮した。
加工に際しては、切削屑が保護シートの中に入らない様に、加工部分だけ露出するようにし、隙
間をスコッチテープで保護してから行った。
LED は、メンテナンスを考えると外せるようにしておいた方が
良いので、内側に付けるアルミを作成し、このアルミ板に LED
を接着して固定することにした。アルミ板自身は、フロント
パネルに両面テープで固定する。（従って、指で LED を押す
と、内側に引っ込んでしまう可能性がある。）
ボリュームも回転止めの爪を引っ掛ける為のアルミパネルも
作成した。
（２）リアパネル
当初、AC コードブッシュで AC コードを筺体内に引き込み、筒型の FuseBox を使用するつもりで
あったが、AC コードインレットを購入したのと、パワートランジスタの Io チェック様に箱型の
FuseBox を購入したので、レイアウトを変更した。AC インレットと AC コンセントの穴が角穴な
ので、少し時間をかけて加工した。
43
6.21. 筺体組上げ
（１）フロントパネル
LED は、
取付用のアルミ板に接着し、
そのアルミ板は、
スコッチテープで固定した。電流調整用の抵抗は、
1L2P の小型立ラグで取り付けた。なお、当初 AC14V
を整流・平滑した後の-19.8V と 0V 間に接続する予定
であったが、AC18V を整流・平滑した後の＋25.5V と
0V 間に接続した方が配置が短くなるので、そちらに変更。シリーズ抵抗は
12KΩ(電流 2mA)とし、1L2P のラグ板に取り付けた。電源ＳＷには、スパー
クキラーを取り付けた。これまでの機器にも必ず取り付けている。電源ＯＮ
のスパークを抑え、ノイズ発生抑制や、電源ＳＷの接点の寿命が延びること
に効果がある。
ボリュームには回転止め用のアルミ板を使用している。最初に作成したアルミ板の厚さが足りず、ボリ
ュームの爪が突起してしまったので、もう一枚重ねて取り付けた。左 ch のボリュームの配線は、多少長
くなるので、フロントパネル裏にケーブルの保持冶具を取り付けケーブルが動かない様に工夫している。
44
（２）リアパネル
当初設計から、配置を変更したが、組み上げる上での問題は無い。
（３）内部シャーシ
内部シャーシ裏側は、AC 関係の配線を通している。L 型アングルでヒ
ューズホルダーを取り付け、ハーモニカ端子で、トランスへの中継を
している。
内部シャーシ表側は、既に組み上げているので、筺体内に落とし込ん
で、フロント、リアのパーツと結線するだけである。
45
7.
7.1.
調整
整流回路の確認
調整・確認は電源関係から行った。まず、全ての電解コンデンサへの接続を外した上で電源 ON し、
整流回路から引き出している線の正負の確認、脈流なので正しく測定できないが電圧出ているかを
確認。次に、一旦電源 off した後、電解コンデンサに整流回路出力を接続。この時、定電圧回路へ
の配線は外しておいた。配線誤りがないかを十分確認した上で電源 ON。ここで、再度電圧測定を行
い正常値（トランスの AC 端子の
倍）の電圧がでているか確認した。再度電源 off し、電解コンデ
ンサを数 56Ωの抵抗で放電した後、定電圧回路に接続。電源 ON して電圧を測定。正常である事を確
認した。
Io の調整
待ちわびた夏が来た。室温 32℃。出力にダミーロー
600
ドを接続し、入力をショート。そして、汗をかきかき
500
測定を行った。Io は 22mA。サーミスタが効きすぎて
400
いる。そこで、サーミスタとのパラ抵抗を 200Ωとし、
抵抗（ Ω）
7.2.
300
シリーズに 75Ωを繋いで再測定したところ 45mA とな
200
った。ただ、これ以上傾きを小さくすると、サーミス
100
タを使用している意味が無くなる。そこで、春の時点
0
0
5
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85
の温度での Io がずれてしまうが、この段階で半固定
サーミスタの検出温度（℃）
単独
430Ωパラ
200Ω+追加
50Ωを調整して 65mA とした。そこで、春の時点の温
度にして測定する為に、エアコンの温度を下げ、室内をガンガンに冷やそうとしたが、妻に「電気
代がもったいない」と阻止され、実現しなかった。秋まで待つか…。
7.3.
Vo の調整
Vo が 0V になる様に調整。100μV 以下まで調整できそうなのだが、3 回転の TM-7P だとつらい。20
回転ぐらいの半固定を使った方が良さそうだ。
7.4.
保護回路の確認
No.209 DC パワーアンプの記事に記載されている確認方法で確認。問題ない。
7.5.
パワーON ディレイ回路の効果の確認
バッテリーで駆動している時は電源 off 直後、電源 on するとノイズが発生したが、電源が電解コン
デンサでバックアップされるのでノイズは出ず、全く問題無い事がわかった。
46
7.6.
発振対策
これまで、ボリュームを絞ってみた事が無かったが、ネット検索すると、ボリュームを絞ると発振
するという報告が散見されたので、試しに絞ってみた。やはり、ご多分に漏れず、時計の 10 時ぐら
いの角度まで絞ると Io が急激に流れだし、発振した。明らかに帰還量が大きくなり、高域の位相の
ずれ（位相回転）による発振だ。
窪田氏の「半導体アンプ作成技法」には、対策として以下が記載されている。
① ２段目トランジスタの B-C 間にコンデンサを付け、高域を減衰させ、スタガー比を確保する。
② 帰還抵抗 3.9KΩにコンデンサ CNF を付けて帰還分の位相を進め、元と位相を合わせ込む。
③ NFB を多量にかけ過ぎないようにする。→ボリュームを 500Ωにして最大 NFB 量を減らす。
今回の現象の対策は②を採用。手持ちで双信製ではないが 5PF のディップマイカがあったので、と
りあえず取り付けたところ、ぴたりと止まった。測定器が無いので位相がどのぐらいになっている
かわからないが、対策はできた。もう少し、小さな容量でも良いかもしれない。
47
7.7.
レタリング
フロントパネルとリアパネルにレタリングを施した。フロントパネルはサンハヤトのレタリングシート
No.271 と No.273 を用いて行い、リアパネルは、テプラの透明テープを使って行った。テプラの透明シー
ルは、透明と言っても多少白濁している。張り付けた時の質感は、A-one の転写シール（品番 51112）と
同等。A-one の転写シールは、糊が残って白濁するが、それと同じ感じ。張り替え出来るので使い勝手
は、テプラの透明シールの方が勝っていると判断した。リアパネルなのでこれで充分だと思う。剥がせ
ると思うと、少し、乱雑になってしまった。
下段は、2010 年作成した安井氏設計の回路を使用して作成したプリアンプ
48
8.
8.1.
完成後記
ヒアリング
1975 年 3 月 17 日カール・ベーム／ウィーンフィル来日公演の DVD から、ブラームス交響曲第一番を
鑑賞した。当時のコンサート会場に居るような錯覚にとらわれた・・・感動した。
8.2.
作成機器について
各放熱器は全く熱くならない。過剰な放熱処理だったようだ。トランス TK-58 も全く熱を持つこと
は無い。電源容量は足りているようで、本機に最適なトランスであることが確認できた。トランジ
スタも手に入るメタルキャンのパワートランジスタと、モールドタイプのドライバー段、二段目の
採用であったが、高いクオリティの音質が得られた。パワートランジスタに 2SC5198 を使用したと
しても同じ結果が得られただろう。
とにかく、指定部品でなくとも入手できる部品で作り上げれば音が出るものが出来上がる。それも、
自分で作り上げたとは思えない想像を絶するクオリティの機器が実現する。
49
付録サーミスタ回路の調整
付録1.
初冬の室温での確認
夏の段階の完成時の調整でサーミスタのパラ抵抗 200Ω、シリアル抵抗 75Ωの状態で室温 16.2℃で測定
を行った。電源投入時の Io は 433mA。ちょっと大き過ぎ。そこで、測定を中断し以下の値で再測定を行
った。
サーミスタとのパラ接続 200Ω→150Ω
シリーズ接続抵抗
75Ω→ 82Ω
これで 200mA(16℃)となるのでこの値でも良さそうだが、これだと 32℃の時の Io が 65mA となるサーミ
スタ回路全体の電圧降下つまり 32℃の時の合成抵抗値を変更することになる。そうなると、また、夏ま
で待って 65mA に調整しなければならない。それはしたくない。
そこで、32℃ではなく、室温 30℃の時の Io が 65mA とな
抗値を以下の様に設定した。
サーミスタとのパラ接続 150Ω→130Ω
シリーズ接続抵抗
82Ω→ 91Ω
300
500
250
400
200
300
150
200
100
100
50
0
0
Io
mA
抵抗
Ω
0:00:00
0:02:00
0:04:00
0:06:00
0:08:00
0:10:00
0:12:00
0:14:00
0:16:00
0:18:00
0:20:00
0:22:00
0:24:00
0:26:00
0:28:00
0:30:00
0:32:00
0:34:00
0:36:00
0:38:00
0:41:00
0:43:00
0:45:00
0:47:00
0:49:00
0:51:00
0:53:00
0:55:00
0:57:00
0:59:00
り、室温 16℃時に 200mA となるサーミスタ回路の合成抵
サーミスタの変化に対するＩｏの変化
600
サーミスタ
なお、130Ωの持ち合わせが無かったので 150Ωに 1KΩを
時:分:秒
Io(mA)
サーミスタの変化に対するＩｏの変化
室温
350
並列接続して 130Ωとしている。
15.0
300
この結果、Io は定常時 190mA となりいい感じ。
14.5
250
16℃以下で音楽を聞く事はまず無いのでこれで決まり。
しかし、例えば 0℃以下でも電源を入れてしまう可能性が
無いとは言えないが、自分で使う限りにおいてはあり得
200
14.0
150
13.5
100
13.0
50
0
Io
mA
12.5
0:00:00
0:02:00
0:04:00
0:06:00
0:08:00
0:10:00
0:12:00
0:14:00
0:16:00
0:18:00
0:20:00
0:22:00
0:24:00
0:26:00
0:28:00
0:30:00
0:32:00
0:34:00
0:36:00
0:38:00
0:41:00
0:43:00
0:45:00
0:47:00
0:49:00
0:51:00
0:53:00
0:55:00
0:57:00
0:59:00
16℃以下の温度になるとさらに Io が増加する事になるが、
Io(mA)左ch
Io(mA)右ch
室温
時:分:秒
ない。
やっと回路定数がきまったところで、さらに、左右両
ch の差異の傾向を確認した。これは特に問題なかった。
電圧
2012 年 12 月 1 日
パラ抵抗
シリーズ抵抗
50
付録2.
実測値 15.7℃～16.2℃
測定日
2012/12/1 R1抵抗値
初段電流
0.002085 R2抵抗値
経過時間
0:00:00
0:00:30
0:01:00
0:01:30
0:02:00
0:02:30
0:03:00
0:03:30
0:04:00
0:04:30
0:05:00
0:05:30
0:06:00
0:06:30
0:07:00
0:07:30
0:08:00
0:08:30
0:09:00
0:09:30
0:10:00
0:10:30
0:11:00
0:11:30
0:12:00
0:12:30
0:13:00
0:13:30
0:14:00
0:14:30
0:15:00
0:15:30
0:16:00
0:16:30
0:17:00
0:17:30
0:18:00
0:18:30
0:19:00
0:19:30
0:20:00
0:20:30
0:21:00
0:21:30
0:22:00
0:22:30
0:23:00
0:23:30
0:24:00
0:24:30
0:25:00
0:25:30
0:26:00
0:26:30
0:27:00
0:27:30
0:28:00
0:28:30
0:29:00
0:29:30
0:30:00
測定時刻
14:47:05
14:47:30
14:48:00
14:48:31
14:49:01
14:49:31
14:50:00
14:50:31
14:51:06
14:51:31
14:52:02
14:52:33
14:53:00
14:53:30
14:54:01
14:54:34
14:55:01
14:55:31
14:56:00
14:56:32
14:57:00
14:57:30
14:58:00
14:58:30
14:59:01
14:59:30
15:00:00
15:00:31
15:01:00
15:01:31
15:02:02
15:02:31
15:03:00
15:03:30
15:04:00
15:04:32
15:05:01
15:05:33
15:06:00
15:06:31
15:07:00
15:07:32
15:08:01
15:08:31
15:09:09
15:09:32
15:10:01
15:10:31
15:11:02
15:11:31
15:12:03
15:12:36
15:13:10
15:13:36
15:14:09
15:14:37
15:15:16
15:15:31
15:16:01
15:16:34
15:17:04
Io(mA)
275
270
262
259
256
254
251
248
244
242
239
237
235
233
231
228
227
226
225
224
222
219
219
217
216
215
216
216
211
214
214
215
213
213
213
212
211
211
210
209
209
207
208
207
207
209
204
206
208
202
199
199
197
199
198
196
195
197
196
198
201
R1電圧
降下
R2電圧
1,500Ω
降下
1,500Ω
電圧
403.9
400.3
396.7
394.1
392
390.2
388.6
387.1
385.6
384.6
383.5
382.4
381.5
380.7
379.9
379.1
378.5
377.9
377.3
376.8
376.3
375.7
375.4
374.9
374.5
374.1
373.8
373.5
373.1
372.9
372.6
372.4
372.1
371.8
371.6
371.4
371.1
371
370.8
370.5
370.4
370.3
370.1
369.9
369.7
369.6
369.5
369.4
369.3
369
368.8
368.5
368.4
368.5
368.3
368.3
368.2
368.2
368.1
368
368.1
室温
15.7
15.7
15.7
15.7
15.7
15.7
15.7
15.7
15.7
15.7
15.7
15.7
15.7
15.7
15.7
15.7
15.7
15.7
15.7
15.7
15.8
15.8
15.8
15.8
15.8
15.8
15.8
15.8
15.8
15.8
15.8
15.8
15.8
15.8
15.9
15.9
15.9
15.9
15.9
15.9
15.9
15.9
15.9
15.9
15.9
15.9
15.9
15.9
15.9
15.9
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
1.566V パラ抵抗
1.561V シリーズ抵抗
130.43Ω
91Ω
合成抵抗値シリーズ抵抗パラ抵抗サーミスタ
193.748
192.02111
190.29421
189.04701
188.03965
187.17621
186.4087
185.68916
184.96962
184.48993
183.96226
183.4346
183.00288
182.61912
182.23537
181.85161
181.5638
181.27598
180.98817
180.74832
180.50847
180.22066
180.07675
179.8369
179.64503
179.45315
179.30924
179.16533
178.97346
178.87752
178.73361
178.63767
178.49376
178.34986
178.25392
178.15798
178.01407
177.9661
177.87016
177.72626
177.67829
177.63032
177.53438
177.43844
177.3425
177.29453
177.24656
177.19859
177.15062
177.00672
176.91078
176.76687
176.7189
176.76687
176.67093
176.67093
176.62296
176.62296
176.57499
176.52702
176.57499
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
130.43Ω
484.0546
447.9775
415.9018
394.8632
379.0177
366.1776
355.2956
345.5181
336.1265
330.0686
323.5841
317.2797
312.2503
307.8737
303.5827
299.375
296.2723
293.2142
290.1995
287.7199
285.2693
282.3662
280.9299
278.558
276.6801
274.8194
273.435
272.06
270.2412
269.3379
267.9906
267.0975
265.7652
264.4419
263.5646
262.6911
261.3882
260.9558
260.0939
258.8081
258.3814
257.9556
257.1068
256.2617
255.4203
255.001
254.5826
254.1651
253.7485
252.5041
251.6789
250.4479
250.0393
250.4479
249.6315
249.6315
249.2247
249.2247
248.8187
248.4136
248.8187
経過時間
0:30:30
0:31:00
0:31:30
0:32:00
0:32:30
0:33:00
0:33:30
0:34:00
0:34:30
0:35:00
0:35:30
0:36:00
0:36:30
0:37:00
0:37:30
0:38:00
0:39:30
0:40:00
0:40:30
0:41:00
0:41:30
0:42:00
0:42:30
0:43:00
0:43:30
0:44:00
0:44:30
0:45:00
0:45:30
0:46:00
0:46:30
0:47:00
0:47:30
0:48:00
0:48:30
0:49:00
0:49:30
0:50:00
0:50:30
0:51:00
0:51:30
0:52:00
0:52:30
0:53:00
0:53:30
0:54:00
0:54:30
0:55:00
0:55:30
0:56:00
0:56:30
0:57:00
0:57:30
0:58:00
0:58:30
0:59:00
0:59:30
1:00:00
51
測定時刻
15:17:33
15:18:03
15:18:31
15:19:01
15:19:33
15:20:02
15:20:33
15:21:01
15:21:32
15:22:02
15:22:33
15:23:02
15:23:31
15:24:04
15:24:33
15:25:02
15:25:33
15:26:03
15:26:31
15:27:02
15:27:32
15:28:02
15:28:31
15:29:00
15:29:31
15:30:02
15:30:34
15:31:03
15:31:32
15:32:05
15:32:36
15:33:05
15:33:34
15:34:03
15:34:32
15:35:01
15:35:32
15:36:01
15:36:32
15:37:04
15:37:30
15:38:01
15:38:31
15:39:01
15:39:32
15:40:02
15:40:32
15:41:00
15:41:31
15:42:03
15:42:32
15:43:02
15:43:34
15:44:02
15:44:31
15:45:03
15:45:32
15:46:01
Io(mA)
203
204
199
196
196
195
193
190
189
192
193
194
194
192
190
189
189
190
191
189
189
190
192
190
192
191
191
190
190
192
194
195
192
197
191
192
190
190
190
188
191
194
193
191
191
190
195
190
186
185
186
186
188
184
184
186
187
188
電圧
368.1
368
367.8
367.7
367.6
367.6
367.4
367.2
367.2
367.3
367.3
367.4
367.3
367.3
367.1
367.1
367.1
367.1
367.1
366.9
366.9
366.9
366.9
366.8
366.8
366.8
366.8
366.7
366.8
366.8
366.8
366.8
366.7
366.9
366.6
366.6
366.5
366.6
366.5
366.4
366.5
366.7
366.5
366.4
366.3
366.3
366.4
366.2
366
366
366.1
366
366.1
365.9
366
366.1
366.1
366.1
室温
16
16
16
16
16
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.1
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
合成抵抗値シリーズ抵抗
176.57499
176.52702
176.43108
176.38311
176.33515
176.33515
176.23921
176.14327
176.14327
176.19124
176.19124
176.23921
176.19124
176.19124
176.0953
176.0953
176.0953
176.0953
176.0953
175.99936
175.99936
175.99936
175.99936
175.95139
175.95139
175.95139
175.95139
175.90342
175.95139
175.95139
175.95139
175.95139
175.90342
175.99936
175.85545
175.85545
175.80748
175.85545
175.80748
175.75951
175.80748
175.90342
175.80748
175.75951
175.71154
175.71154
175.75951
175.66358
175.56764
175.56764
175.61561
175.56764
175.61561
175.51967
175.56764
175.61561
175.61561
175.61561
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
91Ω
パラ抵抗サーミスタ
130.4348Ω 248.8187
130.4348Ω 248.4136
130.4348Ω
247.606
130.4348Ω 247.2035
130.4348Ω 246.8018
130.4348Ω 246.8018
130.4348Ω
246.001
130.4348Ω 245.2036
130.4348Ω 245.2036
130.4348Ω 245.6019
130.4348Ω 245.6019
130.4348Ω
246.001
130.4348Ω 245.6019
130.4348Ω 245.6019
130.4348Ω 244.8062
130.4348Ω 244.8062
130.4348Ω 244.8062
130.4348Ω 244.8062
130.4348Ω 244.8062
130.4348Ω 244.0139
130.4348Ω 244.0139
130.4348Ω 244.0139
130.4348Ω 244.0139
130.4348Ω
243.619
130.4348Ω
243.619
130.4348Ω
243.619
130.4348Ω
243.619
130.4348Ω 243.2249
130.4348Ω
243.619
130.4348Ω
243.619
130.4348Ω
243.619
130.4348Ω
243.619
130.4348Ω 243.2249
130.4348Ω 244.0139
130.4348Ω 242.8316
130.4348Ω 242.8316
130.4348Ω 242.4392
130.4348Ω 242.8316
130.4348Ω 242.4392
130.4348Ω 242.0476
130.4348Ω 242.4392
130.4348Ω 243.2249
130.4348Ω 242.4392
130.4348Ω 242.0476
130.4348Ω 241.6568
130.4348Ω 241.6568
130.4348Ω 242.0476
130.4348Ω 241.2669
130.4348Ω 240.4894
130.4348Ω 240.4894
130.4348Ω 240.8777
130.4348Ω 240.4894
130.4348Ω 240.8777
130.4348Ω 240.1019
130.4348Ω 240.4894
130.4348Ω 240.8777
130.4348Ω 240.8777
130.4348Ω 240.8777

Download Report