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USBアイソレータの電源製作2

電源トランスの変更版が出来上がってきて、とりあえず電源回路が完成しました。


DSC_3288.jpg




■変更版
P54188.png
電源電圧に余裕を持つため、昇圧比の変更およびコアサイズを1ランク上げてもらいました。
ドロップ電圧が若干増えるので多少発熱はするものの、これなら電源電圧が90Vで500mAの負荷があってもハムが出ないようになりました。




■電源電圧90V時、10Ω負荷(500mA)
緑が5Vライン、黄色はACカップリングにて電圧変動分を拡大したものです。
AC90Vin_5V10ohmload_2nd.jpg



電源電圧100V時、10Ω負荷(500mA)
AC100Vin_5V10ohmload_2nd.jpg



無負荷時の平滑出力は12.5Vと高くなってしまいましたが、負荷が軽ければ発熱には繋がりませんので問題はありません。
500mA負荷時は9V程度に落ちますから、発熱は12Vのスイッチング電源を用いた場合に比べれば少なくなります。



なお、ちょっと気になることがありました。
IMG_0472.jpg
この構成で無負荷の時、2mV以下と極わずかですが寄生発振みたいな波形が確認されました。
5Vレギュレータの出力にブリーダ抵抗1kΩをぶら下げておけば回避できます。


改善後
IMG_0473.jpg


そしてAC90V、負荷10Ω(500mA)時の+5Vラインのリップルをチェック
IMG_0476.jpg


これも大丈夫のようです。



あとはきちんとアイソレートできたかどうかのチェックです。


■スイッチングACアダプタを使用した場合の対アースの電位
DSC_3294.jpg


■トランス電源での対アース電位
DSC_3289.jpg


36Vから3.2Vと、はっきり効果が出ていることがわかります。
3.2Vであればアイソレータの電源にバッテリーを使用した場合と同等です。

そして、1MΩ受けのDMMの電圧値だけではインピーダンスがわかりませんので、
アイソレータのGNDとアースを接続したラインにリーククランプを挟んで電流をチェックします。




■スイッチングACアダプタの場合
DSC_3292.jpg



■トランス電源の場合
DSC_3291.jpg

スイッチング電源でも0.07mAならかなり低いほうです。
しかしPC周辺機器やオーディオ機器など、複数の機器が接続された環境ですとこの電流が積み重なって1mA以上となる場合もあります。
アースに電流が流れないということは、アイソレータのGNDが容易に接続先のGNDレベルと等しくなるということですから、信号伝送としては理想な状態となります。



■電源回路図
P54188_schematic.png
極めて単純な両波整流回路です。二次側はセンタータップがGNDになりますが、両端の端子に守るべき極性はありません。



いかがでしょうか。これでUSBアイソレータの動作、そして存在意義がより確実なものになったと思います。
音質は…、これを目的に製作したわけではないのですが、試しにLXU-OT2を繋いで再生してみると、
なんとなく歪感が減って、低域の豊かさが増えたような気もします。

例によってトランスを作成してくださった染谷電子さんには私の設計は公開して構わないということにしてあるので、興味ある方は問い合わせたら購入できると思います。
もしくはもっと高性能な仕様を考えついた人は作ってみて私にも教えてください。

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No title

ソフトンさんのM3-PWTなんていかがでしょうか?

長野県産ですが

何かと使える R10 R15クラスがあるといですね。

No title

北村機電ですか。

まあ、あまり色々タップが出ていて何でも使えますというのは無駄な巻線があるということですから、用途に合わせて作ったほうが良いと思うんですよね。

やればやるほど、よりピッタリなスペックのトランスが欲しくなるもので、今回は追い込みすぎた結果、1個目は過酷状況下で厳しい感じ、それでもmVオーダーのリップルですが、出てしまった感じです。

今回はちょっと電圧高めですが、温度上昇による5%程度の電圧低下を見込んだ設計だということでした。

詳細な特性が公開されていれば、市販品のトヨデンとかから選んでもいいんですけどね。何mA流して何Vになるか、わからないんですよね。
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