シンプルな安定化電源を作る

最初に
こんなページを作るといかにも電子回路に詳しそうに見えてしまいますが、全然そんなことはありません（笑）。過程を紹介するというコンセプトに従い、電源を自作する取り組みを紹介していますが、危険なことをしているかも知れないし、誤ったことを書いているかも知れません。くれぐれもご注意下さるよう、強くお願い致します。

ディスクリートの電源と言っても、ディスクリートはパワー素子だけで、制御はICを使うことが多いようです。先に使った723は、基準電源，誤差増幅，小出力のレギュレーター、電流制限、の4つを内包したICで簡単に使うことができました。まだまだ不勉強なのですが、他に電源専用のICもあるようですし、汎用のオペアンプも良いみたいです。DACで人気の「お気楽オーディオキット資料館」さんではいろんなタイプの電源を見ることができます（そのまま、または僅かな変更で、Rドライブにも使えそうです）。
オペアンプでもいいような気もしますが、前回の僅かな経験から、半導体が少ない方が音が良さそうですし、シンプルなものに魅力を感じる性格？、ということで、制御部もディスクリートでシンプルに作ってみることにしました。

＜　参考　＞
「定本　トランジスタ回路の設計」CQ出版
電子回路で遊ぼう！
ブレッドボードラジオ
なひたふ電子
おきらくオーディオキット資料館

5V電源　その1

5V電源1の計測

Aout [A]	0A	0.1A	0.5A	0.9A	2.9A	5.0A	6.3A
Vin [V]	15.2	14.6	13.9	13.6	12.6	11.8	11.6
Vout [V]	5.09	4.97	4.83	4.77	4.55	4.33	4.24
V1 [V]	8.07	8.61	8.83	8.93	9.02	9.05	9.06
V2 [V]	3.79	3.70	3.61	3.56	3.40	3.25	3.19
V3 [V]	3.16	3.07	2.98	2.94	2.79	2.64	2.59
A1 [mA]	6.99	5.88	5.08	4.55	3.53	2.71	2.5
A2 [mA]	0.04	0.03	0.02	0.02	0.02	0.01	0.01

閉回路というか、出力電圧をフィードバックするタイプ中、最もシンプルなものです。検討をせず、見当で上のように組んでみました。パワー素子は前回からの流れでPower MOS-FET 2SK2847を使いました。基板だけの回路図です。入力側には723電源と同じく、トランスや整流用のダイオードや電解コンがあり、出力側には（いままで書いてきませんでしたが ^^;;）Serafin11000uFに小さいコンデンサを2つパラってあります。
無負荷で出力電圧(Vout)を5V付近に合わせた後、負荷で電流値を変えながら、各地点を測定しました。Aoutはテスター付属のクランプで直読、A1、A2はその地点に10オームの抵抗を入れて両端の電圧から求めています。あまり下のほうの値は参考になりません（笑）。

安定化電源なのに安定していません（爆）。電流が多くなると電圧の低下がしだいに大きくなります。なんかいまいちですが、試しにCD-Rを焼いてみたところ、723を使った電源よりクリアな音でした。1ランク上というべきでしょう。苦労のし甲斐はありそうです。
焼き専環境の負荷はだいたい一定なので、なんとか使えないことはないような気もしますが（笑）、このままではあまりにあまりなので、もう少しお勉強することにします(^^ゞ

5V電源　その2

5V電源2の計測

Aout [A]	0A	1.1A	3.1A	5.1A	7.0A
Vin [V]	14.9	13.8	12.8	12.0	11.6
Vout [V]	5.00	4.96	4.92	4.89	4.84
V1 [V]	8.32	9.13	9.41	9.56	9.79
V2 [V]	3.85	3.85	3.82	3.80	3.77
V3 [V]	3.22	3.20	3.19	3.17	3.15
A1 [mA]	1.53	1.05	0.77	0.59	0.41
A3 [mA]	17.7	17.6	17.4	17.3	17.1

部品

ツェナー	RD3.6F
TR	2SC1815
R1	5k
R2	100
VR	5k
C1	1000uF
C2,C3	10uF

前に比べ、電圧の変動がだいぶ小さくなっています。
ツェナー電圧を安定させるため、ツェナー電流があまり変化しないように、R2を追加してある程度のベース電流を流しています。一方、R1、VRでMOS-FETの制御電流をある程度絞っています。パワー素子がTRだと、TRのベースにも出力に見合った電流が必要のはずですが、FETは電圧制御ということで、制御しやすいのかもしれません。もっとも、カット＆トライ優先なので、値にあまり自信があるわけじゃありません(^^;;
データシートを見て意外だったんですが、ツェナーって言っても、定電圧じゃないんですね。5V出力ということで、この回路では4.3Vぐらいまでのツェナーしか使えないわけですが、このあたりのツェナーは電流で電圧がだいぶ変動するようです。温度係数のこともありますし、基準電圧にこだわるなら、ICを使ったほうがいいかも知れませんね（早くもくじけた？ 笑）。

5V電源2の計測 ２

Aout [A]	0.0A	1.1A	3.1A	5.1A	7.1A
Vin [V]	14.5	13.4	12.5	11.8	11.4
Vout [V]	5.00	4.99	4.96	4.93	4.89
V1 [V]	8.52	9.19	9.48	9.65	9.90
V2 [V]	4.21	4.19	4.17	4.15	4.12
V3 [V]	3.57	3.56	3.55	3.54	3.52
A1 [mA]	1.20	0.83	0.60	0.43	0.28
A3 [mA]	48.2	47.7	47.3	47.0	46.3

部品

ツェナー	RD3.6F
TR	2SC1815
R1	5k
R2	30
VR	5k
C1	1000uF
C2,C3	10uF

左は、R2を30オームにして、ツェナーのベース電流をだいぶ増やした場合です。電圧の変動はさらに小さくなっています。1Wのツェナーなのでまだ余裕はあるはずですが、やりすぎでしょうか？　大雑把にはこんなところですかね。

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