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整流ダイオードの逆耐電圧

本日は製作作業場にはよれませんでした。

整流ダイオードの薀蓄

拙生の周囲には嫌いじゃない人が多いので、
アンプ製作の段階をアップしていると質問の嵐です。。。

アンプで最重要なのはプライマリも含めた電源です。
高価な球もVVCやローラーインダクタも電源がオゾきゃ
ちっとも実力を発揮することはできませんから。w
その電源の組み方で拙生方式に苦言を呈されたり
よく質問を受けることの一つにダイオードの耐圧や
電流があります。
また製作ビギナーの方の落ちる穴ボコの一つに
整流方式による逆耐電圧の違いがあるように感じましたので
そのあたりを軽くまとめておきました。

とんでもない昔に得た知識を正しいと思い込んでいるだけの
話かもしれませんので、おかしいと思ったらおおいに
突っ込んでください。(笑

ブリッジ整流

AC100Vをブリッジ整流すると脈流のピークは
100x√2で約141V。

正確には還流路におけるダイオードの数x0.7V程度
電圧降下があり、ダイオード4本で組んだ基本的な
ブリッジの場合、必ず2本のダイオードを通過
しますので、およそ1.4V低い出力となります。
この降下分はダイオードの特性に起因するもので、
トランスからの入力電圧の変動には無関係です。
ま、無視しても良い値かと。。。

という事は、1000V耐圧のダイオードを使用した場合
1/√2までのAC電圧、つまり700V強までOKということです。
しかしメーカ推奨値は更に安全率の1/√2をみて、1/2と
していますのでAC500VまでOKということになります。

今回GU-5Bに載せたトランスは1次が180・200V・220Vで
2次が3700・3850・4000Vなので、組み合わせにより3364
・3500・3636・3700・3850・4000・4111.4278・4444V
と様々なAC電圧を出力できます。
DC出力はブリーダ抵抗を入れない無負荷では、4757~6285V
までとなります。
ただ使用部品の耐電圧からDC5500Vまでが無難なので
1次200V・2次3850Vの無負荷DCで5445Vとする予定です。
そうすると必要なダイオードの耐圧は7700Vであり
1000V6Aでは最低8シリーズ、実際には12シリーズなので
余裕であることがわかります。
*12シリーズx2=24本文の電圧降下になりますが
24×0.7=16.8Vですから数千Vからみて無視できます。

全波整流

トランスの電圧が倍で中間タップ(CT)を使った
全波整流はそうは行きません。
中間タップをコモンとして整流を半サイクルずつ休み休み
片側の巻線に受け持たせ、電流を2倍取り出す代わりに
電圧は片側分だけという回路ですが、ダイオードを
2個使った基本回路の場合、半サイクルごとに1個ずつ
印加されるため、出力電圧は一緒でもダイオードに掛かる
逆電圧はブリッジの2倍となります。
電圧降下は1個分の0.7Vですが。w
メーカ推奨値で言えば片側AC電圧の4倍必要ということです。
1000V耐圧のダイオードは片側250V(全巻500V)までしか
使えないことになります。
AC3850Vを2巻き持ったトランスで全波整流するときは、
最低16シリーズ必要で、結局ブリッジと同じ本数が必要な
ことがわかります。
電流を2倍取り出す代わりに・・と書きましたが、ブリッジと
同じ電流を取り出すなら巻線が細くても良い、と言い換える
こともできます。

*ブリッジ整流用のトランスで親切(?)なものは、
AC1A・DC0.6Aなどという表示になっています。
単に300V400mAなどと記載されている場合は、
整流後の電圧・電流値を表示している場合が多く
ACでは電圧は1/√2、電流は倍近く取れるようです。

ディレーティング

2Aも流さないのだから6Aは過剰で3Aでも良いんじゃない?
って声も有りますが、ディレーティングと言ってデバイスは
発熱や周囲温度により定格電流の規格が下がってしまうので
その分を差っ引くと3A級では心許ないといえます。
手持ちの関係でどぉしても3A級を使用するならクーリングに
留意しなくてはいけません。
拙生も最初はよく3Aクラスを使っていましたが、そのうち
6Aになり、それもGU-5Bで在庫が切れたので以降は小さな
アンプでも10Aしか使わないつもりです。
現在10Aの在庫は50本しかないのですが先程ポチしたので
近日中に100本届きます。
10Aクラスも価格が下がっていて、アンテナを張っていると
超安価で入手できるときがあります。
ちなみに今回の100本は送料込みで@15円程ですから、
惜しげもなく使えるというわけです。(笑
*参考価格(A月通販)    @40円(別途送料)

ついでにKBPC5010(1000V50AブリッジDi)も10個ばかり
ぽちしておきました。@182円(送料込み)
*参考価格 同規格のBR5010が@300円(別途送料)

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