「SＭＴ管式４球スーパーその２」のＤＣ−ＤＣコンバータ使用時の電源廻りの回路
DC-DCコンバータについて
Ｂ電源用積層電池事情
真空管式ポータブルラジオを製作する上でＢ電池をどうするかは常に問題となります。私は数年前まではカメラのフラッシュバルブの点火用の０１５という２２．５Ｖの積層電池をよく使用していました。この電池は数年前までは少し大きなカメラ屋にはあり、価格も１個４００円位でそこそこ手ごろでした。しかしこの電池も最近は入手困難で、しかも価格も１３００円位に高騰し実際の使用は諦めざるを得なくなってしまいました。
海外通販では類似の電池が 7 US.$
程度で入手できますし、４５Ｖや６７．５Ｖの積層電池もありますが送料等考えるとやはり高価ですし消耗品を個人輸入するのはちょっと大変です。
代って３Ｖのコインリチウム電池は通常の定価では１個３００円するものの例の１００円ショップでは２個１００円で売られるようになり、４５Ｖ分１５個でも７５０円となりかつての０１５と同程度となってきています。しかもこちらのほうが小型で長寿命なので最近はこれを利用するようにする場合が多いです。
また、最近セキュリティ関連用品用（？）の、単５電池サイズで１２Ｖの電池が出廻ってきています。まだ置いている店が少なく価格も４００円程度とやや高価ですが秋月の通販では１個８０円と非常に安価に入手できるようで、今後はこの電池も有望です。
それでも高圧のＢ電池はランニングコストが高いので、通常はＤＣ−ＤＣコンバータを使用する場合が多いです。
真空管ラジオにトランジスタ式ＤＣ−ＤＣコンバータ使用の是非
ＤＣ−ＤＣコンバータはかつてのカーラジオのようにメカ接点を持つバイブレータを使用する方法もなくはないのですが、この大きさでは非現実的でやはり半導体を使用せざるを得ません。
真空管式のラジオに半導体を使用することの是非は人によっても意見が分かれるところです。私の場合、この種のポケットラジオに限っては本当はダイオードの１本も使用したくはないのですがあくまでも電池の代用ということで妥協して使用しています。このためどのラジオも必ずＢ電源に電池が使用できるように作られ、電池と同程度の大きさに作られたＤＣ−ＤＣコンバータユニットを電池の代わりに電池ホルダに入れるようにしています。
ＤＣ−ＤＣコンバータの電源について
ＤＣ−ＤＣコンバータの電源をどのようにするかも結構悩ましい問題で、いろいろな方法があると思いますが、私の場合、図のようにＡ電池からラジオ本体の電源ＳＷを通して供給するようにしています。このためＤＣ−ＤＣコンバータを使用するラジオはラジオ本体に、電源ＳＷを通ったＡ電源をＤＣ−ＤＣコンバータに供給するための端子がなんらかの形で設けられています。
「SＭＴ管式４球スーパーその２」の場合、２Pのコネクタが取り付けられています。このようにラジオ本体には本来必要のない部品が付くことになりますが付加される部品、回路は僅かなものです。
「SＭＴ管式４球スーパーその２」のＤＣ−ＤＣコンバータ使用時の電源廻りの回路
ＤＣ−ＤＣコンバータの回路形式について。
ＤＣ−ＤＣコンバータの回路もいくつかの形式がありますが私の場合は専らロイヤーの回路を使用しています。これといった大きな理由はなく、他の形式と試みてみたわけでもないのですが、最初に試みてそこそこ実用的に使えたので他の方法を試す必要性をあまり感じず、ずっと使い続けているといったところです。
鉄芯入りのトランスが必要でこの製作が面倒なのと効率が悪いのが本質的に短所と考えられるのですが、短所の裏返しでスイッチング周波数が低いのでＲＦのノイズが少ないという長所があります。
実際の回路 ※回路図等はあくまで参考です。利用は自由としますが利用により生じるいかなる結果にも責任を負いません。
例として「ＳＭＴ管式４球スーパその２」用の回路を示します。他のラジオのものもほとんど同じです。
トランジスタは手持ちの石の関係でＰＮＰタイプを使用していますがＮＰＮタイプでもほとんど同じで、この場合２ＳＣ２１２０をよく使用します。
ベース用の巻線を設けず、他方の石のコレクタ巻線で共用する形式になっています。ベース用の巻線を設ける形式でも何度か作ったことがあるのですがどちらでもほとんど変わらないので今は専らこの方法を用いています。トランスで昇圧の後倍電圧整流して必要な電圧を得ています。
トランジスタのＢ−Ｃ間に入っている０．２uFのＣは高調波によるＲＦのノイズ対策で、これによりＲＦのノイズの発生をほとんど抑えることができ、シールドなしで使用することができます。
電源側に入っているフィルタは、発振の基本周波数がフィラメント回路を通して回り込んで発生するノイズを防止するためのものです。ＤＣ−ＤＣコンバータの電源をＡ電池とは別に設ける場合はまったく必要ないのですがＡ電池から電源を供給する場合はこれがないとかなり強烈なノイズが出ます。このフィルタは図のようにかなり大容量のコンデンサが必要で、必要なスペースの半分くらいはこのフィルタで占められています。
効率はトータルで４０％内外で、はっきり言って低いです。また、レギュレーションも悪く、無負荷状態では８０V位まで電圧が上がります。もっとも、他の回路でも電圧制御回路を使用しなければそれ程差はないと思われますし、真空管式ラジオの負荷電流はオーディオアンプと異なりほとんど一定なので無負荷状態で使用しないよう注意する以外レギュレーションの悪さは特に問題になりません。
・トランス仕様 ： コア
：１４mmｘ１６mmｘ５．５mm位のＥ Ｉ コア
巻線仕様：１次側＝φ０．２５ｘ１２０Ｔ ＣＴ付き
２次側＝φ０．０６ｘ２２００Ｔ
・出力電流と出力電圧、消費電流の関係−−入力１．２５Ｖ時
：
出力電流 出力電圧 消費電流
効率
２．０ｍＡ ５７．６Ｖ ２２０ｍＡ
４２．０％
３．０ｍＡ ４８．１Ｖ
２６５ｍＡ
４３．６％
４．０ｍＡ ３５．３Ｖ
３２０ｍＡ ３５．３％
＊実際のラジオの消費電流＝３．２ｍＡ（at１．２５V）
・発振周波数＝１６７Ｈｚ
この方式得失
この方式、すなわち
a)ロイヤーの回路を使用する。
b)ＤＣ−ＤＣコンバータの電源をＡ電池から供給する。
c)ラジオ本体にＡ電源ＳＷを通ったＡ電源を供給するための端子を設ける。
の得失をまとめると次のようになります。
欠点：
１、ラジオ本体に本来必要のないコネクタや配線が付加される。
２、Ａ電池の負荷がかなり大きくなる
３、大半の場合１．５Ｖという低圧のＡ電源から４５Ｖ以上に
昇圧しなければならないこともあり効率が悪い
４、フィラメント回路を通して回り込んで発生するノイズを防止するため
のフィルタが必要でこのため大容量のＣと大きなスペースが必要。
５、専用の鉄芯新入りトランスを製作する必要がある。
長所：
１、他の方法と比べ構造が非常に簡単
２、ラジオの電源ＳＷのＯＮ−ＯＦＦのみで全ての電源がＯＮ−ＯＦＦでき、
通常のラジオと全く同じ操作で使用できる。
３、電池がＡ電池１種類だけとなり真空管式のポータブルでありながら普通
のトランジスタラジオのような扱いが可能となる。
４、ＲＦからのノイズ対策のためのシールド等が不要でノイズ対策が比較的容易
この長所と欠点をどう判断するかは製作する人個人個人の事情でも異なるため、必ずしも人に薦められる方法ではないと考えているのですが私の場合、欠点に対しては下記のように考えこの方法を専ら使い、長所の方を享受しています。
欠点１に対して：
ラジオに付加される配線、部品は僅かなものである。
欠点２に対して：
全電流は大きいもので５００ｍＡ程度であり高性能化している現在の電池で
あれば構成によっては十分可能であり、デジカメ普及や１００円ショップの出現
で単３電池等は非常に実売価格が下がっているのでこれでもＢ電源に電池を
使用する場合よりかなりランニングコストを安くできる。
欠点３に対して：
電池はＡ電源にも使用しているので効率が倍の８０％程度に改善したとして
も電池寿命は５割程度の増加と考えられ、倍半分の差があるわけではない。
欠点４に対して：
大きなスペースは必要だが必要な大きさに納めることが可能
欠点５に対して：
トランスはトランジスタ用の小型トランスを改造して作ることができ、これは
ワニスで固められていないので分解が容易で簡単に作ることができる。