2017年3月30日木曜日

LT1054で負電源を作るテスト

ベースマシンの負電源用にLT1054をテストしてみた。例によってDATASHEETはななめ読みでとりあえず動作確認。


Linear Technology製なのでLTSpiceに標準でモデルが準備されているのでシミュレーションしてみた。

2uFの電解コンデンサは手持ちがないので、4.7uFでシミュレーション。Vout(負電源)から90mA程度流すつもりで負荷抵抗として100ΩのR1をつないだ。

シミュレーション回路図

過渡解析

シミュレーションには少し時間がかかった。スイッチング電源だからだろう。

出力電圧は-7.7V程度になっている。DATASHEETでも100mA近く流すと1V以上のドロップがあるように書いてあるので、こんなもんだろう。


ブレッドボードで実験

12VのACアダプタ(Ktec(12V/3A) 参考:「ベースマシン ACアダプタを使った電源の構想」)を電源とし、9V出力の三端子レギュレータで7809で9Vに降圧/安定化し、LT1054で-9Vを作る。

回路図

ブレッドボード図


<追記:2017.04.01>

ブレッドボード図、写真画像ともLT1054のVoutに入れている470uFのコンデンサ(C6)の極性が逆でした。回路図の方向が正しいです。

</追記>

通電後5分程度計測してみた。

+12V電圧: 11.97V
+9V電圧: 8.96V
-9V電圧: -7.36V→-7.22V
LT1054表面温度: 29.85℃→43.98℃

LT1054から-74mA~-72mA程度流している計算になる。これぐらい流すとそこそこ温度上昇するようだ。温度上昇に伴い出力電圧も低下する。これもDATASHEETのグラフからそのように読み取れる。放熱器をつけておいた方が無難かもしれない。

出力波形


オシロをACモードにして出力波形の変動/ノイズを測定してみた。

Voutの470uFをアルミ電解コンで測定



ch1:+9V ch2:-9V

+9Vも-9Vも約30kHz程度のノイズがある(メモリから読み取るとch2の周期は32us前後)。-9V側はノイズというより矩形波的な電圧変動と言ったほうがいいかも。

Vinの4.7uFを取り去ってみる


三端子レギュレータの出力に470uFの電解コンを入れているので、LT1054のVinの4.7uFの電解コンは不要かもしれないので除去してみた。


+9V、-9Vとも悪化した感じだ。LT1054のVinの直前でデカップリングしておいた方がよさそうだ。ここを2.2uFのフィルムコン(サイズがでかい)に変えても大差なかった。

三端子レギュレータの出力を見てみる


7809で安定化しているといは言え、ACアダプタの出力なのでLT1054を取り除いて三端子レギュレータだけの出力を見てみた。※LT1054をブレッドボード上から取り除いただけでコンデンサや配線はそのままです。


ch1:+12V ch2:+9V

ch1はACアダプタからの出力で、ch2は7809で安定化した出力。ACアダプタからの出力には27.25kHz程度のノイズが乗っているが、三端子レギュレータで安定化した後はノイズはかなり低減されている。

三端子レギュレータ単体だとノイズはあまり出ていないので、LT1054を入れた場合にVin(+9V)側に乗るノイズはLT1054由来のものだと思う。

Voutの470uFをOSコンにしてみる



ch1:+9V ch2:-9V

電解コンからOSコンに変えたら-9Vの矩形波的な電圧変動はかなり少なくなった。+9V側の電圧変動/ノイズは相変わらずだが、三端子レギュレータの出力に入れている470uFをOSコンに変更してもあまり変わらないようだ。←手持ちの470uFのOSコンが1個しかないのでちゃんと調べられない(^q^;

ベースマシンにつないでみる


電圧変動/ノイズはどのみち可聴帯域外なので深追いせずに、ベースマシンにつないでみた。


無事動作(^q^/

ACアダプタからの出力電流300mA以下。
10分程度動作させてLT1054の表面温度28℃以下。


LT1054(400円@秋月)をICソケットで実装しておけば、失敗しても1000円以下の損失で済みそうなので、ユニバーサル基板で組んでみるつもりです。