LT1054を使った±9V電源 ACアダプタを交換してようすを見てみる。

KtecのACアダプタ(12V/3A)で実験していたのを、手持ちの他のACアダプタと変えて電源波形を見てみた。（参考：「ベースマシン ACアダプタを使った電源の構想」）

また、3端子レギュレータの7809(放熱器あり)の表面温度を5分程度測定してみた。←入力電圧が高いほうが表面温度が高くなるはず。

負荷は+9V側が100Ω×3(≒33Ω）、-9V側が100Ωで、LT1054にはクールスタッフを貼り付けている。

Fujitsu(10V/600mA)

出力電圧
+9V： 8.98V
-9V: -8.04V→-8.01V

出力波形

ch1:+9Vの出力(AC結合) ch2:-9Vの出力(AC結合)

3端子レギュレータの7809の表面温度

32℃程度まで上昇。

IBM(16V/3.36A)

出力電圧
+9V： 8.98V
-9V: -8.07V→-8.02V

出力波形

ch1:+9Vの出力(AC結合) ch2:-9Vの出力(AC結合)

3端子レギュレータの7809の表面温度

52℃程度まで上昇。

IBMのACアダプタのほうが出力電圧が高く、+9Vに降圧/安定化している3端子レギュレータの表面温度が高くなっている。

Ktec(12V/3A)

出力波形
ACプラグの上面からみて左をGND

ch1:+9Vの出力(AC結合) ch2:-9Vの出力(AC結合)

ACプラグの上面からみて右をGND

電源波形はACアダプタや、同じACアダプタでもプラグの方向で細かいスパイク状のノイズが変わるようだ。測定誤差かもしれない。

LT1054にクールスタッフ（放熱フィルム）を貼りつけてみた。

負電圧レギュレータのLT1054が結構熱を持って、出力電圧が低下するようなので秋月で売っているクールスタッフという放熱シートを貼り付けてみた。

結論から言うとほとんど効果がなかった（＾ｑ＾；

放熱シートなので、表面温度を測定のためにカプトンテープでサーミスタを貼り付けると、せっかくの放熱効果が無効になってしまうので、通電前と5分経過後の表面温度を、手で（なるべく体温が伝わらないような感じで）サーミスタを当てて温度測定。

また、素子の温度が上がると出力電圧が低下するので、電圧も測定。

負荷は+9V側が100Ω×3の並列(≒33Ω)、-9V側が100Ω。

測定結果

室温20度程度。

クールスタッフなし

開始時： -8.08V 25℃程度
5分経過： -8.03V 48℃程度

クールスタッフ貼り付け

開始時： -8.06V 22.8℃程度
5分経過： -8.02V 48℃程度

単純にICの上面のサイズに合わせて貼り付けただけではほとんど放熱効果は期待出来なさそう。

LT1054を使った±9V電源 でけた

Ktec 12V/3A（おそらくスイッチングタイプ）のACアダプタ（参考：「ベースマシン ACアダプタを使った電源の構想」）をつないで電圧変動/ノイズ/温度を測定してみた。

負荷は+9V出力に100ΩのRを3本並列(≒33Ω)/約273mA、-9Vに100ΩのR/約-90mAをつないだ。

測定結果

+9V電圧： +8.97V
-9V電圧： -8.06V→-8.02V
電源電流： 425mA(自作の電流計で測定)

負側の電圧は10分程度計測して徐々に低下。

LT1054の表面温度

877秒で54.7℃程度まで上昇。サーミスタを固定していたカプトンテープが剥がれてサーミスタが浮いてしまったので測定中止（＾ｑ＾；

7809の表面温度

866秒で49.8℃程度まで上昇。

Google+の電子工作部で教えてもらって、秋月の10mm幅のカプトンテープにしたらaitendoのものより素子に固定しやすくなったが、素子が発熱すると粘着力が弱くなるのか剥がれてしまうことが多い。もうちょっと幅広のものをハサミでちょきちょきカットして使うとか2枚重ねてガバッと覆った方がいいかな？？あんまり大きくカバーしてしまうと熱がこもってしまうので痛し痒しですが。

出力波形（オシロのAC結合で測定）

ch1:+9V出力 ch2:-9V出力

ブレッドボードで実験した時（参考：「LT1054を使った±9V電源」）より電圧変動は少なくなっているが、スパイクノイズが増えているようだ。波形も逆な感じだし、ACアダプタを電源タップに挿している向きが逆なのか？？←今日はもう測定環境を作るのがめんどくさいのでそのうち調べるかも？

ベースマシンに接続

ベースマシンにつないでみた。

右下が今回作製したLT1054電源。ACアダプタから+12Vを入力して±9Vを出力し、右上の5V/3.3V/±2.5V安定化電源に入力している。

ベースマシンを動作させて5V/3.3V/±2.5V安定化電源基板上の電圧を測定してみた。

+9V電圧： +9.01V
-9V電圧： -8.56V
+5V電圧： +5.12V
+3.3V電圧： +3.33V
+2.5V電圧： +2.56V
電源電流： 296～310mA

5V/3.3V/±2.5V安定化電源の電源スイッチをOFFにした場合、電源電流20mAとなった。

電源波形

ベースマシンを動作させた状態で、5V/3.3V/±2.5V安定化電源上の±9V出力をAC結合してオシロで測定してみた。

ch1:+9V ch2:-9V

スパイク状のデジタルノイズは乗っているが（電源の出力先がデジタル回路なのでしかたがないと思う）、電圧変動はあまりなさそうなのでこれで使っていくつもり。

メモ：

LT1054は400円＠秋月と結構値段が高い。LT1054の製造元のLinear TechnologyはAnalog Devicesに買収されたようだが、ニュース記事を読んでみると「営業利益率4割を超える超優良企業」とあって割高なんだと思う。

同じ負電圧を作り出すNJU7660（2個で140円＠秋月）もかんたんにテストしてみたがうまく動かせなかった。

どうしても単電源から負電源を作り出す必要があるならかんたんに動かせるLT1054は有用だが、ノイズや出力電流を考えると、安いACアダプタを2個使って正負の3端子レギュレータで安定化して使ったほうがコストパフォーマンスは高いと思う。

LT1054を使った±9V電源 はんだ付け完了

回路図

基板図

部品面

ハンダ面

3端子レギュレータの7809につけている放熱器はM3のねじで固定するようになっていて、今回もM3のプラねじで基板に固定した。ねじが導通しても7809のGNDとつながり、直下の導線がGND線なので金属製でもかまわないと思うが、バクチを回避（＾ｑ＾；

今回は少し大きめの3.5mmのドリル穴をあけて、はんだ付け中は金属製のねじで固定してはんだ付け後、プラ製のねじに交換した。しっかり固定できた感じだ。

出力状態を測定

+9V側に100Ωの負荷をかけて(約+90mA)出力電圧は-9.04V
-9V側に100Ωの負荷をかけて(約-90mA)出力電圧は-7.99V

ベースマシンに繋ぐ前にもう少し測定する予定。

Github:
https://github.com/ryood/BaseMachine/tree/master/LT1054_%2B-9V_PSU

LT1054を使った±9V電源

手持ちの部品の関係で定数を多少変更してみた。

回路図

12V程度のACアダプタを電源として使うことを想定。ノイズ/電圧変動が低減できるので、C7は470uFのOSコン。

基板図

※配線まだ

部品並べ

C基板(サンハヤトICB-288G)に収まりそう。

LT1054のVinに入れるデカップリングコンデンサ

回路図のC6で、このコンデンサの特性によって±9V両方のノイズ/電圧変動が変わるのでもう少し調べてみた。

+9V: +8.93V
-9V: -7.48V→-7.38V
電源電流： 420mA（自作の電流計で測定）

4.7uF アルミ電解（普及品）

ch1:+9V出力（AC結合） ch2:-9V出力（AC結合）

4.7uF タンタル電解（aitendo）

2.2uF フィルム

10uF アルミ電解(オーディオ用)（nichicon FG）

いずれも正側のノイズ/電圧変動の方が出ているが、10uF アルミ電解（オーディオ用）が良さそう。

前回の測定より全体的に良くなっているので、何か測定条件が違ってるのかもしれない。

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。