よく自作電池管ラジオで球のヒーターを焼損したという記事を見ます。
Ｂ電池を逆に接続しコンデンサーが破損したという記事も見ました。
このような事故が発生すると金銭的損失、時間の損失が大きく、交換部品が入手出来ず最悪、投げ出してしまう
ことにもなりかねません。
私は事故を起こさないよう細心の注意を払っています。
古い市販の電池管ラジオはＡＣ電源、電池共用となっているものが多く、その場合ヒーターを直列に接続
しています。
アマチュアが自作する場合はヒーターの直列接続は避けるべきです。
回路接続が複雑になり誤配線やショートによる事故の発生の可能性があります。
間違ってヒーター電流が異なる球を挿すと危険です。
私は単３電池１本のポケットラジオから単１電池２本（パラ）のラジオまで全て１．５Ｖ単一電源としています。
Ｂ電源は１．５ＶからＤＣ／ＤＣコンバータで昇圧しています。
理由は２種類の電池の消耗を管理するのは面倒で使いづらいということがあります。
ただ、２種類の電池を使う場合でもヒーターは全部並列にしてＡ電池は１．５Ｖとすべきです。
ヒーター焼損の原因の多くはヒーターにＢ電源をショートさせた時発生します。
電池は内部抵抗が低いので大電流が瞬間的に流れます。
対策としては定電流ダイオードを使用します。
定電流回路はディスクリートでも組むことが出来ますが出力を短絡した時、回路は電源をショートする事になるので
各素子の耐電圧、耐電流、耐電力を考慮する必要があります。
素子のスペースも大きくなります。
ここでは私が使用しているセミテックのＥシリーズに関して説明します。
・ 耐電圧
Ｅシリーズは電流値により０．１ｍＡ～１８ｍＡまで１６種類がシリーズ化されています。
このうち０．１ｍＡ～５．６ｍＡまでの１１種類が１００Ｖ耐圧、８．２ｍＡ～１８ｍＡまでの５種類は
３０Ｖ耐圧になっています。
電池管ラジオでは３０Ｖ耐圧は不足ですので１００Ｖ耐圧を選択し、電流値最大の５．６ｍＡ一択と
なります。
・ 電流値
ＣＲＤは供給電流を制限しますが供給電流を増やす事は出来ません。
５．６ｍＡのＣＲＤを使用しても供給電流が２ｍＡしかなければ負荷には２ｍＡしか流れません。
ＣＲＤの本来の目的は回路に一定の電流を流すことですが私の場合は異常時の過電流を制限する目的で使っています。
従って平常時は制限電流の１／２程度の電流が流れているだけです。
・ 制限電流値を増やすには
１００Ｖ耐圧のＣＲＤは５．６ｍＡのものが最大です。
５．６ｍＡ以上の電流が欲しい時は数本をパラにします。
・ 電圧降下
ＣＲＤに電流を順方向に流すと電圧降下が発生します。
Ｂ電流が１０ｍＡのラジオに対し５．６ｍＡのＣＲＤを３本パラに接続した時の電圧降下は２Ｖ程度でした。
４本パラに接続すると１．４Ｖになりました。
電圧低下は小さい程良いので５本パラにすれば、さらにロスは減ります。
ただし、コスト、スペースが増え、制限電流は大きくなります。
上の回路は 「電池管ラジオＢ電源Ⅱ」 の頁で説明した１．５Ｖを４５Ｖに昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータです。
負荷（電池管ラジオ）に４５Ｖ５ｍＡを供給します。
５．６ｍＡのＣＲＤは１本でも済むのですが３本パラにして電圧降下を減らし効率を上げています。
効率は７０％に達します。
負荷には５．６×３＝１６．８ｍＡ以上流れる事は無いのでヒーター電流２０ｍＡの６０８８に接触しても大丈夫です。
４８Ｖ（２４Ｖ×２）の定電圧ダイオードは負荷を解放した時に出力電圧が上がってしまうこと防ぎます。
負荷電圧は４５Ｖに合わせ込んであるので通常、定電圧ダイオードは動作していません。
負荷が外れた時だけ余分なエネルギーを吸収し出力端を４８Ｖに抑えます。
この場合は定電圧ダイオードに流れる電流は僅かですが供給側が電池やＣＶＣＣ電源の時は定電圧ダイオードの許容損失に
注意します。
ＣＲＤで電流制限したにも拘わらず６０８８のヒーターを焼いた事がありました。
原因はＢ電圧回路に数百ＵＦの電解コンデンサーを接続した為でした。
充電された電荷は逃げ道が無く、いつまでも残っています。
充電した電荷をショートさせ一気に放電したためです。
Ｂ電圧に接続するコンデンサーは数十ＵＦで足りるはずです。
また、数百ＫΩ～１ＭΩ程度の放電抵抗を接続します。
この抵抗は電力を消費するので、あまり小さな値には出来ません。
ラジオによってはＡ電源だけに電源スイッチを付けたものがあります。
Ａ電源を切ればＢ電源が流れないことを利用したものですが放電抵抗を付ければ流れてしまいます。
Ａ電源、Ｂ電源を両方入り切りするか、私のようにＢ電圧をＤＣ／ＤＣコンバータで作ればスイッチは一つで済みます。
私が初めて製作した電池管ラジオはラジオ少年のキットです。
上の写真はその時調整用に製作した電源です。
Ａ電源は１．４Ｖ３５０ｍＡの固定ですがＢ電源は０～７２Ｖ、０～２５ｍＡのＣＶＣＣになっています。
調整に電池を使うと調整中に電圧が下がってくるので動作条件が変化します。
負荷をショートすると短絡電流が流れ危険です。
Ｂ電池のコストも気になります。
この電源は今でも便利に使用しています。
何台か電池管ラジオを製作するうちにＡ電源もＣＶＣＣにしたくなりました。
Ｂ電圧もＤＣ／ＤＣコンバータで１．５Ｖから昇圧するようになりました。
電源は全て１．５Ｖとなったので電流容量も最大１Ａ程度は必要になりました。
かといって調整用電源を作り直すのは面倒なのでＡ電源はメーカー製ＣＶＣＣ電源を使用しています。
手順としてＢ電源は自作のＣＶＣＣ電源、Ａ電源はメーカー製ＣＶＣＣ電源に接続して調整します。
調整が済んだらＢ電源をＤＣ／ＤＣコンバータに接続し直し、もう一度メーカー製ＣＶＣＣ電源で１．５Ｖを
供給します。
ＣＶＣＣ電源は電流値を設定出来るので安全ですが電圧を容易に変更出来るので調整時に電圧を規定値より上げてしまう
ことがあります。
私がＡ電圧調整用に使用しているメーカー製ＣＶＣＣ電源は最大１８Ｖの電圧を出せるので危険です。
注意深く電圧を設定すれば大丈夫と思うかもしれませんが人間は必ずミスをします。
上の回路はＣＶＣＣ電源で調整したときの簡易的な保護回路です。
ＣＶＣＣ電源の電流制限機能を使うので電池で調整するときは使えません。（危険です。）
逆接続のダイオードはリード線の逆接続を防ぐものです。
順方向は３本直列で１．６Ｖ～１．７Ｖ程度で電流が流れ始めるものを使います。
後で取り除くなら１．５Ｖで若干、電流が流れても大丈夫です。
３本のダイオードは１Ａも流せば２Ｖ位に電圧が上がってしまいます。
そこでＣＣ値を必要最低限に絞っておきます。
実際にはヒーターはＣＣ値によって保護されるのですがダイオードは動作を確実にする為の保険のようなものです。
若干、１．５Ｖを超える場合があるかもしれませんが短時間であれば大丈夫でした。
前項でＡ電圧の保護について述べたのですが、やや不確実でした。
今回は完全に過電圧から保護する装置を紹介します。
詳しい説明が 「電池管ラジオＢ電源Ⅱ」 の頁に有ります。
ＣＶＣＣ電源と負荷（ラジオ）の中間に接続します。
上のグラフはリミッターの通過特性です。
ＣＶＣＣ電源の電圧を可変しても０．７Ｖ～１．５２Ｖ以外は出力を遮断します。
１．５２Ｖは微調整可能です。
この時の実験では１．５Ｖの時６６８ｍＡを負荷に流していますが電圧ロスは１５ｍＶ以下です。
私のラジオは１．５Ｖ単電源で大容量の電解コンデンサーが入っています。
また、ＤＣ／ＤＣコンバータの電源電圧となっています。
電池が逆に接続されると困ります。
写真は単３電池ボックスですが上側のボックスは逆装着が可能です。
下側のボックスは逆装着の可能性はありません。
ポイントは＋電極が凹んでいることです。
上の写真は逆に入ってしまう電池ＢＯＸの逆挿入を防止する工夫です。
＋電極の近くにビスを取り付けて電池の－極が＋電極に接触しないようにしています。
上側は単一電池で３ｍｍのビスを取り付けたもの、下側は単３電池に２ｍｍのビスを取り付けたものです。
平ワッシャやスプリングワッシャで高さを調節します。
ビスと電極が接触しないように注意します。
電池の持続時間を増す為に並列接続する場合があります。
この時、電源の入切りは必ずＡの様にします。
個々の電池の状態は同じでは無いので片方が供給側、片方が負荷となり、Ｂの場合スイッチオフで放電してしまいます。