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最近ポータブルスーパーのＢ電源をＤＣ／ＤＣコンバータに変更しています。
以前、Ｂ電源に小型の１２Ｖ電池を使用していましたが、この電池を安く入手するには通販しかありません。
通販は面倒ですし、恒久的に入手出来る保証もありません。
また、２種類の電池を各々のタイミングで交換するのも面倒です。
１．５Ｖ電池１種類になれば交換が楽です。
ただし、１．５ＶからＢ電圧まで昇圧すれば電池電流が大きくなります。
以前に製作した１．５Ｖ単電源ポータブルスーパーは単３電池２本（パラ接続）で連続６時間の動作が可能でした。
今回は少なくとも連続１０時間動作を目標としたラジオを製作してみました。
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以前に製作したものは１Ｖ６、５６７８、１ＡＧ５、５６７８の４球構成でしたが今回は１Ｖ６、６０８８（レフレックス）
、６０８８の３球構成としました。
ヒーター電流は合計１７０ｍＡから８０ｍＡと半分以下になりました。
周波数変換は１Ｖ６のままですのでＡＧＣが掛けられます。
中間周波段にはＡＧＣを掛けていないのでレフレックスによるトラブルがを減らす事が出来ます。
ポリバリコンを使用した為、局部発振の周波数可変範囲が狭く、１Ｖ６の３極管部のカップリングコンデンサーの値を
１０ｐＦまで減らして対処しました。
もし、これでも駄目なら発振コイルのタップを使用するしかありません。
ただし、市販の発振コイルはトランジスタ用でタップの位置が低すぎるので巻き直す必要があります。
また、発振コイルは必ず巻き始めをＧＮＤに接続します。
この場合、ＧＮＤは交流的なグラウンドであり、回路によってはＢ＋に接続される場合があります。
市販のトランジスタ用発振コイルは二次巻き線を最初に巻き、その上に発振コイルが巻かれているので、巻き始めをＧＮＤ側に
にしないと分布容量が増え、局発の可変範囲が狭くなります。
セラミックコンデンサー、積層セラミックコンデンサー、マイラーフィルムコンデンサーは全て５０Ｖ耐圧の物を使用して
いますがケミコンは余裕を見て１００Ｖ耐圧のものを使っています。
バーアンテナ
感度は、ほぼバーアンテナで決まります。
ラジオの寸法が小さくなるとバーアンテナも小型になるので不利です。
ポリバリコンは容量が小さいのでアンテナのインダクタンスを大きくしなければなりません。
寸法の小さなコアで大きなインダクタンスを得る為に巻き数が多くなり、分布容量が大きくなります。
このまま真空管に入力すると周波数の高い方の局が受信出来なくなります。
二次巻き線やタップを使用すれば特性は改善されますがトランジスタラジオ用のバーアンテナは二次巻き線の巻き数、又は
タップ位置が小さすぎて感度が落ちるので巻き直す必要があります。
今回は手持ちの平型コアに０．１ｍｍのＵＥＷを巻いて自作しました。
二次巻き線は巻いていませんが、そこそこの感度が得られています。
重ね巻きする場合はリッツ線をハニカム巻きしないと使い物になりませんが一重で巻けるならリッツ線もＵＥＷ単線も大きな差
はありません。
バリコン
一般的に販売されているトランジスタラジオ用のポリバリコンです。
国産品と思われるもので３００円～４００円程度します。
１００円程度で買える中国製のものはトラブルが多いです。
ＯＳＣコイル
市販のトランジスタ用１０ｍｍ角のものを使用しました。
同調コイルだけ、少し巻き数を減らしました。
市販のコイルは二次巻き線の上に同調コイルが巻かれているので改造は簡単です。
二次巻き線と同調コイルの電位差が小さくなるような回路にしています。
注意点として同調巻き線の巻き始め側を交流的なＧＮＤ側に接続します。
ＩＦＴ
これも市販の１０ｍｍ角のもので、無改造です。
二次巻き線を使っていないのでコアの色は何でも良いと思いますが二次巻き線を使う場合は黒色コアのものを購入するのが
良いと思います。
真空管のＩＦＴよりインピーダンスは低いと思いますが共振すればインピーダンスは上がるので何とか使えます。
低周波チョーク
山水のＳＴ－３０を使用しました。
出力トランス
山水のＳＴ－３０の鉄心とコイルの隙間に０．１６ｍｍのＵＥＷを５０回程度巻き足して二次巻き線としスピーカーに
ケース
ケースはタカチＰＲ－１４０Ｇを使用し、まず１ｍｍのアルミ板をシャーシーとして取り付け、その上に回路基板を取り付け
ています。
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ＤＣ／ＤＣコンバータはスペースとノイズの関係で自走マルチバイブレーター（変形ロイヤー回路？）を使用しました。
効率は悪く、単体では５９％程度ですが定電流回路、電源表示ＬＥＤ等の電圧降下で、さらに５％程度、落ちます。
前回、「ポータブルスーパーⅡ」で製作した電源と基本的には同じ回路ですが、前回のトランスはＦＴ－５０＃７５コアに
０．１ｍｍＵＥＷを７００回程巻いたので非常に大変でした。
今回はＥＩー１６コアを使って楽をしましたが、発振周波数が１．２ＫＨｚ程度で若干高くなり、ノイズが増えたかも
しれません。
結果的には前回と同じ位の効率で、シールドでノイズは問題無いレベルに抑える事が出来ました。
写真は製作したコンバータで、銅テープでシールドして使います。
このＤＣ／ＤＣコンバータは発振周波数が１．２ＫＨｚ程度で空中へ放射されるノイズのレベルは小さくなっています。
ただし、発振周波数が可聴域にあるので、回路経由のノイズが問題になります。
今回、回路経由の１．２ＫＨｚのノイズが、なかなか取れず苦労しました。
その為、特にヒーター回路には大容量の電解コンデンサーが入っています。
それでも解決しなかったのですが意外な対処方法で解決しました。
ラジオの回路図で、最初、スピーカーはグランドから浮いていたのですが一端を接地したらピタリと発振音が
止まりました。
イヤホンジャックに指を触れるとノイズ音が強くなったので、解決策を発見することが出来ました。
現状、コアが１．２ＫＨｚで機械的に振動している発振音が耳を近づけると、微かに聞こえますが受信の障害には
なりません。
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|---|---|
| ラジオ外観 | ラジオ内部 |
最初、僅かなボディーエフェクトがあったのですが、蓋の内側にアルミテープを貼ったところ解決しました。
地元のローカル局３局（６３９ＫＨｚ、８８２ＫＨｚ、１４０４ＫＨｚ）が実用上、十分な音量で受信出来ます。
電池は単３電池２本（パラ）で１．５Ｖの時２５２ｍＡ、１本あたり１２６ｍＡとなります。
ＣＱ出版の「電池応用ハンドブック」の単３アルカリ電池の放電特性グラフより連続放電時間は２０時間程度となります。
ただし、終止電圧は０．９Ｖとなっています。
スピーカーで聞けるのは１Ｖ程度までですので、実用的に聞けるのは１０時間程度と思われます。
ＤＣ／ＤＣコンバータのノイズはスピーカーに耳を近づければ微かに聞こえますが、問題にならないレベルです。
追補＞
新品の電池（１００円ショップで４本１００円のもの）を入れて動作時間を計ってみました。
１日目は５時間の連続動作で中断し、２日目は１５時間の連続動作で音が小さくなりました。
静かな部屋で手元に置いて、やっと音が聞き取れる程度です。
電池電圧は１．０６Ｖになっていました。
スピーカーでは限界ですがマグネチックイヤホンなら、まだ十分聞けます。
書籍の放電特性よりは若干良い結果ですが、電池の性能が上がったか負荷が予想より軽かったか、あるいは両方か？
ローカル局の感度差は殆どありませんが周波数の高い１４０４ＫＨｚは電池が消耗すると選局が多少クリチカルになります。
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回路的には上記のラジオと殆ど同じです。
一回り小さなケースに収めてみました。
ケース
タカチ ＳＷ－１２５Ｓ
幅７０ｍｍ高さ４０ｍｍ奥行き１２５ｍｍ
私は真空管が外から見えるということに興味がないので不透明のケースを使っています。
バーアンテナ
スーパー用の１５０ｐＦのポリバリコンと組み合わせるには６００ｕＨのバーアンテナが必要です。
以前はＳＬ－５５Ｘというバーアンテナが入手出来たのですが、現在は入手出来ません。
代替品のＡＲ－５５Ｘというバーアンテナが販売されているようですが入手出来ていません。
手持ちのφ８－５０ｍｍのフェライトバーにアンテナコイルを巻くことにしました。
コイルに巻くリッツ線を、ある通販サイトから取り寄せたのですが粗悪品で使えませんでした。
今回は０．１６ｍｍのポリウレタン単線を巻いています。
ＬＣＲメーターで必要なインダクタンスを合わせ込んでいるので巻き数は数えていません。
バリコン
一般的に販売されているスーパー用のポリバリコンです。
現在、入手出来るのは殆ど中国製ですが不良品が多いです。
ローターとステーターのショートが結構あります。
最初からショートしていたり調整中にショートするものがあります。
取り付けネジ穴の寸法が浅く、少し長いビスを使うと羽に当たってしまいます。
この状態で軸を回すと壊れます。
トラッキングが取りづらいので回転角と容量の関係を疑っています。
今回は古い国産のストックを使いました。
少々、高かったのですが以前、何個か買って置いたものです。
ＯＳＣコイル
ポリバリコンは子側の可変容量が小さいので分布容量の影響を受けやすく、周波数範囲が取れません。
分布容量は配線によるもの、ＯＳＣコイルの分布容量、１Ｖ６の入力容量があります。
前回はＯＳＣコイルの巻き数を減らし１Ｖ６の結合コンデンサーの値を１０ＰＦと減らすことにより周波数範囲を得ました。
今回はコイルを全体的に巻き直し１Ｖ６の結合にはタップを使います。
トランジスタラジオ用の１０ｍｍ角のＯＳＣコイルの巻き線を全て取り除き０．０６ｍｍウレタン線で巻き直します。
最初に二次巻き線を３０回巻き、巻き終わりをＧＮＤに接続します。
次に同調巻き線を同じ方向に巻きます。
巻き始めをＧＮＤに接続し３０回巻いてタップを出します。
タップから同じ方向に、さらに６５回巻き、巻き終わりとします。
巻き終わりはバリコンの子側に接続します。
ＩＦＴ
こちらもトランジスタラジオ用の１０ｍｍ角のものを使います。
今回は全て黒コア（検波用）を使っていますが黄コアや白コアでも構いません。
無改造で十分使えますがツールで４５５ＫＨｚに正確に合わせる必要があります。
二次巻き線は使っていません。
低周波チョーク
山水のＳＴ－３０を使っています。
出力トランス
山水のＳＴ－３０トランスに二次巻き線を巻き足したものです。
鉄心とコイルの隙間にφ０．１６のＵＥＷを巻けるだけ巻きました。
５０回程度だと思います。
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スペースが無いので小さく作る必要があります。
＃７５コアは導電性があるのでアクリルラッカーをスプレーして絶縁します。
ラッカーが乾いたら一次巻き線を出来るだけ均一に巻きます。
巻き数は３６回センタータップですが１８＋１８のバイファイラ巻きとします。
巻き終えたら再びアクリルラッカーをスプレーして巻き線を固めます。
このコンバータの発振周波数は可聴域ですので機械的な振動音がしますが一次巻き線を固める事により振動音を低減します。
（殆ど聞こえないレベルになります。）
二次巻き線は多めに巻き、ダミー負荷で負荷電圧を確認しながら巻き戻します。
回路は出力開放時の過電圧保護と出力短絡時の過電流保護が成されています。
実際の負荷より少し重い定抵抗を接続し、入力電圧を１．５Ｖにしたときの効率は６５％程度でした。
実際の使用では少し下がるはずです。
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回路図で検波ダイオード、電源表示ＬＥＤ以外のダイオードはＣＶＣＣ電源を使って調整する時の保護用で実際の回路では
不要です。
＞追補
その後、低い特定の周波数で発振気味になることの対策として回路図のＬ１（チョークコイル）を追加しました。
この部分は低周波信号の経路ですので４．７ｍＨは大きな損失にはなりません。
回路図は更新しました。
チョークコイルは基板裏に付けましたが写真はそのままです。（大きな変化はありません。）
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|---|---|---|---|
| 回路基板 | 基板裏面 | ラジオ内部 | ラジオ外観 |
ケースの寸法が小さいので部品配置に苦労しました。
基板が簡単に取り外せてメンテナンスが簡単に出来る必要があります。
ローカル局３局（６３９ＫＨｚ、８８２ＫＨｚ１４０４ＫＨｚ）が実用的に聴けます。
ただ、回路が小電力でスピーカーが超小型の為、大きな音は出ません。
レフレックスの為、若干、音質が悪いですが、ラジオとして聴くには問題ありません。
電源は単３電池１本で新品の時２５０ｍＡ程度流れます。
６Ωの定抵抗負荷の放電特性で放電停止時間は１０時間程度です。（電池応用ハンドブック）
ただし、この時の放電停止電圧は０．９Ｖです。
このラジオは１．１Ｖ以下では音が小さくなるので連続使用時間は５時間程度と思われます。
前回のラジオは連続動作時間１０時間を目標に作られたのですが電池の本数が１本になったので半分の
５時間になってしまいました。