No.159 オールFETプリメインアンプをメインアンプに   FETプリメインのバナー                                            (C) Copyright 2001.ph7 All Rights Reserved


No.159パワーアンプ部





 常日頃思っていたことがある
 UHCアンプは一度は聴きたいものだと・・・
 K851(東芝)を買ったが
 そのままになっている
 どうせならUHC2で作ろうと、デンオンから入手した
 どんな音だろう
 ところがプリメインにしたので
 配線換えがめんどうで
 パワーアンプの比較はまだだ
 特に真空管との比較をしたいものだ----との思いは先に述べた

 ここでは、ステレオパワーアンプの製作を行う





パワー部を分離そして専用電源?へ
 プリメインは、メリットも多いが、実験派には満足しない。やはり、プリとメインを分離することにした。それに伴い電源部もきちんとしたものにしようと、以前に求めておいたトランスTS−180の出番だ。
ところが、制作意欲は急に沸き起こり、電源のケースが無い。形は必要なのがケースであるし、ということでまたまた木製ケースの出番だ。木製の場合どうしても大きめになってしまう。400×260×160というパワーアンプの全体が入ってしまう大きさになった。要は、手元の木材の大きさに合わせたということか。(2004.07.20)
写真のとおり完成のはずだったが、まさかの問題が発生。後日

No.159パワーアンプ部モノーラル時代 モノーラル時代

No.159パワーアンプ部モノーラル時代
2SK2554規格
シリコンN チャネルMOS FET
高速度電力スイッチング
ADJ-208-365 (Z)
第1版`96.04 というのが、日立が発表している規格表の前段である。
絶対最大定格は以下のとおりだ。
ドレインキ ソース電圧VDSS 60 V
ゲートキ ソース電圧VGSS ±20 V
ドレイン電流ID 75 A
せん頭ドレイン電流ID (pulse) 注1 300 A
逆ドレイン電流IDR 75 A
アバランシェ電流IAP注3 50 A
アバランシェエネルギーEAR注3 214 mJ
許容チャネル損失Pch 注2 150 W
チャネル温度Tch 150 ℃
保存温度Tstg ?55〜+150 ℃
注) 1. PW≦10ms, duty cycle≦1%での許容値
2. Tc = 25°Cにおける許容値
3. Tch = 25°Cにおける許容値Rg≧50 Ω

2SK2554は不評
 No.159のパワーアンプは、UHC2の最後のアンプといえるが、あまりにもあっさりと2SK2554へと移行した。2SK2554は以前に試したが安定性において採用されていない素子であると金田明彦先生も述べている。時として、不評な素子が蘇ることがある。No.159のパワーアンプの終段を2SK2554に変えることもできるから、素子の音の違いを確かめながら成長できる楽しみの多いアンプが最近の傾向だと思う。同様にトランスをTS−180に絞ったことも自作者には大変すばらしいことだ。アンプが発表される度にトランスが異なっていては、トランスの山となる。昔の日本のコンピュータは、発表のたびに色々なコネクターの形状が違っていた。違わなかったのは、ディスクトップの電源ケーブルくらいではなかったか。この轍を踏んではいけないと思う。

放熱の問題
 No.159のパワーアンプは、当初はモノーラルとして製作し、@放熱板も石ひとつに放熱板ひとつとして、記事のとおり400mAを流し、ケースも有効に活用した。最近、このケース(OS49−20−33)にステレオアンプを詰め込もうとして実験的に、A放熱板ひとつに石2つ取り付けたが、放熱板は相当に熱くなる。とても倍の熱さとは思えないほど熱いのである。しかも放熱板は外部と接する構造ではないため、なおいっそう熱くなる。B仕方なくアイドリング電流を200mAとするが、それでも時間とともに熱くなる。さすがにC100mAまで落とすと@位の温度に落ち着が、これでは(C)、出てくる音が高域に片寄って痩せて聴こえる。仕方なくBまで戻すと安心して聴ける音になった。最近の安価なマルチメーターにも温度を計測できるものが多いから、製作記事に温度の表記もあると、私のような素人には安心できるひとつの目安となる。とくかく、定格いっぱい。熱さも相当の状態で稼動するアンプ群は、今年の夏にはバテることのないようにファンを回してあげたい。

No.159パワーアンプ部 放熱効果を高める Lアングルを放熱器とシャーシの間に差し込む
写真では取り出したところ。差し込むと上ふたにちょうど接触し放熱効果が高まる。しかし、相当に狭くぎっしりすし詰めだ。

AC電源の怪?
 No.159パワー部を片CHのみ製作し、しばらくはモノーラルアンプとして使用していたことは述べた。終段に200mA程度流しておいたので、少しW数は足りないが、しっかりとした低域表現は惚れ込んでしまう。2wayのマルチアンプの低域に使用したが、組み合わせた中高域のアンプ(No.133)のゲインが高くて、こちら側を相当絞っての対応となった。当時、仲間うちの各家庭を回って試聴を繰り返した。K宅ではJBLのスピーカーとのマッチングも良く、気持ちよくジャズを聴けた。W宅もJBLのスピーカーだったが、リスニングルーム床の状況が良くないためか、期待したほどの音には至らなかった。そのときは、N氏の宅には回らなかった。モノーラルでは聴かないと頑張ることから、アンプの出前はしなかったのだ。
 そのころからUHCパワーアンプは気がかりとなっており、球のパワーアンプに代わるものを検討していた。(球を超えることはできないと思うが・・・)UHC、UHC2と流れて最後は2SK2554に落ち着いた。トランスもTS180がスタンダードなった。そろそろ潮時と本当に重たくなった腰を上げてUHC2を製作、つまりNo.159のステレオパワーアンプだ。十分なる調整を施して、またアンプの出前である。今度は、N氏宅から回ることにし、酒も四季桜の「初呑み切り」を用意、酒の肴としても十分なUHC2、仲間3人も揃った。
 聴き始めはなんと固い低音とか、締まり過ぎているとかの感想。ところが、すぐに低域がかすれて聞こえる。電流不足の兆候であり、案の定30分以上も経過するのに放熱器に触れても温まっていない。(プリアンプの電池がなくなるとまず、低域不足の音になるのと同様だ。)Ioは100mAも流れていない。これでは「すかすか」な音になるのは当たり前だ。しかし、我が家では徹底した調整をし自信を持って送り出したアンプだ。止む無く電流調整用VR2を右に少しづつ回す、目盛りにして1つ分(1回転型)回すとようやく200mA程度になる。程度というのは、計測テスターの針が、200mAを境に下へふら付くからだ。オフセット電圧もいくら調整しても50mV以上も常にふら付いている。こんなことは考えられないし、通常は起き得ない症状である。AC電圧をチェックしても98V程度で安定しているから、AC電源側の原因は考えにくいが怪しい。ACラインに何らかのノイズが乗っているのか、そういえば、我が家では気にならなかったハムが出ていた。半導体アンプではありえないことだ。その日(夜)は、そのような状態の中でもレコードを次から次と聴きUHC2の持つ表現力の虜となった。気づくと夜の12時を回っていた。
 翌日、このアンプを撤収したのはいうまでもない。早速、我が家で計測すると、Ioは500mAを超え、オフセット電圧も1Vに近い。完全にずれていた。無理もないN氏宅で相当狂わせたのだから・・・。元の状態(Io〜200mA、オフセット電圧〜±10mV以内。)に調整し、しばらく通電放置(数時間)するも変動なし、放熱器は気持ちよいほどに熱くなっていた。今度は、K氏宅で実験をしてみようと思う。そうそう、N氏宅での調整中、オフセット電圧で気になることがあった。我が家では3回転VR(TM−7P)にもかかわらず相当クリチカルにオフセット電圧が動く。K氏宅では、ラフであったのだ。これは何を意味するのか。もしかすると、適度の酔いのせいなのか?そんなことはない。


No.159パワーアンプ部 初段3954の放熱

 初段の2N3954は相当に熱くなるから、不要となったC959等の足を切りキャンを3954の頭に半田付けして放熱している。触れられないほどではないから、心配は不要と思うがあまり熱いのも精神衛生上よくない。D1のツェナーを33Vか27Vに交換することでも良いだろう。放熱器も指定のものでは心配のため、同程度のものを3つ底板に取り付けているが、これが結構効果的である。

No.159パワーアンプ部 底板にも放熱器を

Io計測には10Ωの抵抗両端の電圧を見ているが、電圧降下が2〜3V程度もある。だからIo〜200mAとなるわけだが、この電圧降下は、測定用抵抗を外したときにはキャンセルされる。そのため、Io〜200mAでなくなる。やはり、電流計で計測するのがベストだ。又は、0.1Ωの抵抗両端の電圧を20mVに合わせれば良いことと、電圧降下もほとんどないので測定用抵抗を外してもIoは狂わない。
 その後、S氏宅に場所を変えて測定するもIoはうまく流れず、オフセット電圧も安定しない。Ioを流すべくVR2を回しても規定の電流に至らない。おかしい。ACは97Vくらいだ。同宅の別棟に部屋を変えてAC100Vの確保できるコンセントで実験。すると、正常に動作するではないか。この程度のことでアンプが動作しないとは思っても見なかった。また、元の部屋に戻り、TVも消して消費電力を抑え再度挑戦。AC99Vくらいまで回復した。今度は正常に動作する。やはり電源か。自宅に帰り同様に測定するが、何ら問題はない。このときのACは101Vである。どこかに配線ミスなどの間違いがあるのか。レギュレーター等一切不要というふれこみのアンプがこれでは名前が泣くではないか。
(2004.08.19)
 ところで、我が家のAC電源の調子が良くなかったことは、既に述べてあるがこれが嘘のように正常になってきており、100Vをしっかりとキープしている。以前は、93〜96Vということも当たり前のような状態になっていたが、この頃はどうしたものか、しっかりと満度に100Vを供給してくれている。No.145の真空管プリアンプなどもRコアトランスの構成が80V.210Vということで、イコラィザー部レギュレータに100V強(80V×0.96×1.44=110.6V)の電圧しかかからず、ハムノイズに悩まされていたが、今度は、どうだろう。そういえば、電子レンジを使用するとそちらに引っ張られて電圧降下するのが常であったが、この頃はそれもなくなった。うれしい限りである。(2004.08.20)



基板に近いところは2497の7本拠り線 基板に近いところは2497の7本拠り線



思いつきで製作するためケースはWOOD
WOODケースその1
WOODケース電源その1こちらはTS180.規格品だ。
こちらはAC電源の怪?で述べた電圧降下による弊害が発生。
原因が分かった。AC100Vが降下して98V程度になるとアンプ初段の+100Vが降下して・・・ということだ。
しかし、電圧変動にはめっぽう強いアンプなのに?
仕方が無いので、あまっているAC6.3VをAC70Vに継ぎ足してみるとこの障害は解消された。


電源トラブルの原因 (2005.03.27)トラブル解消
 何のことは無い、TR3.4のゲートを47Vで固定しているため、+100Vが降下してくるとD(ドレイン)とS(ソース)間の電圧差がほとんど無くなるため不安定となる。RD39に交換して事なきを得た。FD3954に流れる電流も1.5mAでちょうど良い。


WOODケースその2
WOODケース電源その2こちらは以前にもモノーラルパワーアンプに登場したもの。
寄せ集めのトランスだが、こちらはAC電源の怪?で述べた電圧降下による弊害は無い。

それもそのはず+100Vのところが+110Vとなっているからだ。(後日メモ)



トラブル発生(2004.12.20)悪夢
 6C33C−B真空管パワーアンプが故障してドック入りしてきたK氏。代わりに本アンプを貸し出した。電源を落としたときに電解コンデンサーをショートして放電するスケルトン抵抗が、焼けて煙が出たという。おかしなことがあるものだと、チェックしていたら、アンプ本体の左CHの終段FETUHCG2がショートしていた。電流検出用に電源BOXに付けた0.1Ωのメタル抵抗が真っ赤になった。さらにアンプ側の同一抵抗は耐えられなくて、パチンと音がして割れた。損傷パーツを代えて右CHの終段FETUHCG2を左に取り付けた。初めのうちは何事も無く稼動。1分くらいでまた、大電流が流れて飛んでいた。なお、右CHはK2554に代えてあったが、こちらは正常に稼動。
 終段用FETUHCG2は手持ちがないため、全面的にK2554になってしまうが、飛んだ原因は不明である。壊れているパーツは無いのである。正月は、このアンプの修理に注ぎ込むのか。基板を作り換えるのが早道か。


今回取り替えたパーツ達(2005.01.04)
J78×2 K215×2 D756×2 UHC−G2×2ペア 100Ωスケルトン MPC74_0.1Ω×2
トラブルで取り替えたパーツ達
パーツの取替え順(左CH)
 MPC74_0.1Ωのマイナス側(TR11S側)が割れた左のもの 切断ないが、取替え。ケースは熱で割れた。
 MPC74_0.1Ωの右のものは電流検出用に電源BOXに付けたもので切断している。ケースは後から割った。
 UHC−G2×1ペア下側が取り替えたがショートしたもの(上側は相当熱にやられている。)
 100Ωスケルトン(150Ωセメント抵抗5Wにした。)
  -----以上、取り替えたところでテストするも、過電流が流れて一巻の終わり-----
 考察 メタル抵抗0.1Ωは切断していなかったことから、以上のパーツ替えで済ませたが、もう少しチェックが・・・。

 K215×2 D756×2も替えてみる。
 K2554に替える。(UHC−G2は在庫なし。)
 念には念を入れて、±37Vに1Aヒューズを入れた。
  -----ここでのテストはヒューズが飛んで中断-----

 考察 電流は初めのうちは、制御できるが、1分後には過電流。J78が参ったか。

 K78を替えてみる。
 ±37Vに0.5Aヒューズを入れた。(1Aは在庫僅かのため。)
  -----またもや、ヒューズが・・・と思って観念するも、正常動作で一昼夜経過する。-----

 考察 抵抗は0.1Ω以外は取り替えていない。つまり飛んでいない。
     J78×2 K215×2 D756×2 も取り外してチェックするも正常の振りをしている。
     ただ、最後に替えたJ78も振りをしているが、通電してのチェックは未了。今後に楽しみを残す。
 以上、大変お騒がせ、結果は、考えられないところに穴があった。取り替え後のJ78×2はそのままに、K215×2 D756×2は取替え前のものでテストしたいが・・・触れぬ何とかにタタリなし。
しかし、さすがに今回のトラブルには閉口した。原因不明というのは一番困る。

 さらに、電源における奇怪な状況も発生。ACコンセントを入れた。電源SWはOFFなのに、±37が発生。ということは、OFF時にショートしている100Ω2Wがチンチンと熱い。電源SWが内部で壊れたかとも思ったが、次に同じことを行っても、正常に動作する。そのため、150Ωセメント抵抗5Wにした。
 テスト中にもう一度、先ほどと同じ状況発生。今度は、セメント抵抗だからチンチンと熱くなり両端の半田が溶けてホトリとケースの底に落ちた。音がして気づくとは・・・。
 その後は、正常の様子だが、あまり信用のおけないことになってきた。

原因判明 まさか!(2006.03.27)トラブル解消
トラブルを起こした電源SW電源SWを裏からチェック
電源SWを切ったにもかかわらずこの状態だ。きっと中で異常なことになっているのだろう。
たまさかこのような状況に陥るとは?夢にも。



特定できないトラブル(2005.01.17)
 No.159のパワーアンプ部の終段をK2554に取り替えてテストしているところだが、トラブルに見舞われた左CHが、たまにおかしな動作を示す。スピーカーからガサガサと音がする。きっとDC電圧が発生しているなと思った。案の定、1V近いDC電圧だ。3回転トリマーVRを1回くらい回して落ち着く。そのうち忘れたころにまた、ガサゴソと騒がしいので調整する。こんなに半導体アンプは初めてだ。初段のN3954がおかしいのかと疑ってしまう。まさか3回転トリマーVRが勝手に戻ったり(回ったり)はしまい。ただ、3回転トリマーVRも取替えの対象としても良いだろう。
 ということは、KAZU氏のトラブル(原因特定不可)で、左CH全段のTrは何らかの影響をうけたことになる。電流制限用のK117とカスケードのK117も怪しくなる。こうなったらTrを全部取り替えよう。(後から気づいたのだが、K2586が10本手持ちにあったのだ。このアンプにはUHC-G2が似合うのか。せっかくのオリジナルをこわさないためにも、K2554とUHC-G2の音の違いを検証するためにもK2586に戻しておこう。)
 パーツの取替えは、ひとつ行っては、作動させて確認しトラブルがないか長時間観察することでどのパーツが、おかしかったのかを検証することができる。


これから付加するものは、スピーカー保護回路だ。(2005.03.27)


21世紀夢のオーディオ電源回路」出川三郎氏 特許申請中

 実際の回路は、本電源回路に付加される。7月14日以降。AES発表後となる。
AES=Audio Engineering Society

21世紀夢のオーディオ電源回路の改造前基本的には、No.159もこの回路。TS−180トランス。

          以下のようにモジュール2個とケミコンがそれぞれ2個(追加分)必要となる。

21世紀夢のオーディオ電源回路の改造後


※ケミコン容量は回路ごとの4本はすべて同容量とする。

BC120A10HverU(120A100V)
BC24A20HverU(24A200V)
それぞれの価格は、まだ、私にはわかりませんが、300Bシングル・ステレオフィラメント電源として用意されたもの(B120A03HVerU)で、18,000円といいますから、、、?

早速、このモジュールで電源を組んでみたいと思っている。レポートは近々。ただ、現用の汎用Diでの電源に手を加えることはしない予定。新たに電源を製作し、比較したいのだが、トランスを発注するも、品切れで少し時間がかかりそう・・・。(2005.07.14)





誤操作トラブル(2006.01.06)
 DENONのDL-80MCは、高出力でDL−103より軽く明るいというふれこみを聞き、音を聴いてみようと急いでシェルに取り付け試聴。音は出ないしSPからはボソボソとノイズが出ている。すぐに止めれば良いのに、このようなときも元来の執拗さが裏目に出た。音が消えたのである。
 右チャンネルの終段が飛んだ。このとき上にあるSBDによるバラック電源のテスト中であった。この電源には保護回路を付加していなかったため、自動で過電流のシャットアウトが出来なかったのだ。ラッキーなのは、本アンプには左右別々の電源SWを入れてある。飛ばしたときは右しかSWを入れていなかったのである。余計な色気をだしてDL−80Mの音を聴こうとしなければこのようなことにはならなかった。
 原因は、シェルの結線が間違っていた。つまり、フォノ入力端子はオープンだったのである。この辺りが金田式DCアンプの怖いところであろう。
今回取り替えたパーツ達(2006.01.06)
 K215×1 D756×1  MPC74_0.1Ω いずれもマイナス側、  K2554はペア
トラブルで取り替えたパーツ達



世代電源モジュールの紹介 (2006.3.13)
 BC120A10HVU.pdf へのリンク
 BC24A2210HVUb.pdf へのリンク
  センターアース付きブッリッジの改良品(追加素子組み込み済み)古いタイプは部品を追加すれば同じ作用をします。
  従来品は半波しか補助整流ができませんので修正しました。(。(出川三郎氏コメント)




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2004.07.31 1版
2004.08.19 2版
2004.11.06 3版
2005.01.17 4版 トラブル編
2005.03.27 5版 トラブル解消
2005.07.14 
21世紀夢のオーディオ電源回路
2006.03.13 世代電源出現