先日『gaou』さんへ送品した湖南電源は、Hyper-G高機能電源をベースに様々な改良を加えた進化バージョンです。　設計開発を行った筆者延伸線電源の同等性能バージョンアップを決断し、メイン基板を再製作します。　この電源を『Hyper-G Evo』と命名しました。

【生野駅前18：30】
製作には道標となる回路図が必要で、過去の経緯を追いまとめ直します。　回路/部品配置設計と製作の様子を紹介し、露太本線ブログINDEX『Hyper-G高性能電源』『Hyper-G高機能電源』に追加掲載して、今後製作に挑戦される方達への参考に供したいと考えてます。

１．回路設計
進化バージョンと言っても劇的変化ではなく、より使い易くより安全にの正常進化です。

具体的には低電圧で走行開始するKATO蒸機常点灯調整幅が広くかつ明るく、10V以上成分しか輝度貢献しないテープLED室内灯装着車の高輝度常点灯が可能です。　また低出力電圧時でもショート検出し、保護回路が確実に動作する様になります。　 マスコン/ブレーキ制御方式高機能電源では、加速特性を見直してより実感的な運転を楽しめる様に改修します

1-1．入力回路
電源SW、パイロットランプ、ポリSWだけだった入力回路は、大きくボリュームアップしてます。　湖南電源安全性保証回路の1CH用モディファイ回路です。　Hyper-Gは作り易い低コスト設計思想で、100本単位販売抵抗は4品種、高機能版でも5品種の工夫をしてます。

コンパレータは余り1回路活用、NPNトランジスタは全て10本販売の2SC1815です。　TR91は出力回路と、SBM1045VSSはディレクションSW逆起電力保護と共通部品です。　なおR92に筆者は在庫300Ω（1W）使用ですが共通の470Ω（1/2W）2本並列もOKです。

部品共通化目的で10本販売BAT43を出力回路、入力回路ピークホールドと基準電圧作成に3本使い、保護回路動作点を高感度側にしました。　計算上はポリスイッチ非トリップ時抵抗成分で1.2Aまで動作しませんが高温で敏感過ぎるなら2.7kΩ2本で電流2倍が必要です。

1-2．三角波発生回路
三角波発生回路に変更はありませんが、『FさんのHyper-G製作サポート記』で判明し、製作情報に追記した抵抗の選別使用に注意が必要です。

矩形波から三角波を生成するオペアンプ2段目⊕端子は、正確に電源電圧50％にしないと、三角波下側が歪み性能に悪影響を与えます。　100本からテスターで抵抗値計測し同じ抵抗値の2本を使ってください。　33.0kΩの必要はなく32.3kΩ/33.8kΩでも同じならOKです。

1-3．高性能電源速度調整回路
変更なしですが1記事で情報完結する様に再掲載します。

コンパレータは2回路入りで、もう1回路は入力回路で使用してます。　ここでも速度調整VR遊び調整を限定使用4品種組合せ使用してます。　この場を借りて補足説明します。

コンデンサ容量の単位はF（ファラド）、その100万分の1がμF（マイクロファラド）です。　更に100万分の1がpF（ピコファラド）で無線通信機器部品等の単位です。　103とか104の部品表面印刷は上記の意味です。　業界人には常識でも一般の方は戸惑いますからね。

1-4．高機能電源速度調整回路
高性能電源速度調整VR23 1部品の手動調整機能を、高機能電源ではコンデンサ充放電利用の実感的なマスコン/ブレーキ制御に置き換えて専用基板を追加してます。　電圧計利用の速度計は常点灯調整時ゼロ、ノッチオンで上昇開始する実感演出を工夫してます。

【中山平駅前18：30】
高機能電源専用基板は再製作しませんが、湖南電源改修結果をフィードバックしてバージョンアップします。　今回設計回路図は暫定で、確認計測しながら最終仕様決定します。

［2022.04.30追記］確認計測により以上の様に変更しました。　常点灯VR51/R61は一旦は10kΩとR61なしにしましたが、湖南電源検収試験結果から、上側調整範囲不足の懸念があり、調整し易さより調整範囲を優先するより安全サイドの旧設計に戻しました。

［2022.05.20追記］蒸機常点灯特性向上の為、改善案を併記しました。

マスコンにはロータリースイッチを使います。　選択部品は6ポジションで、そのまま使えばOFF/ノッチ1/2/3/4/5、部品分解ストッパー調整で5/4ポジション化も可能です。　常点灯調整VRは1V未満の調整し易さを向上する為、並列抵抗を廃止し10kΩに変更しました。

ロータリースイッチAは最高出力電圧（＝最高速度）を決める回路で、上記タップ回路から各ノッチを選択します。　初期設計から確認実験でR52をショートしてます。　ロータリースイッチBは加速率調整回路で、最高出力電圧が低いと加速率は緩やかですが、更に最高速度到達時間も長くして各ノッチ間加速率に差を付け、性格明確化を図ってます。

ノッチオン加速、ノッチオフ惰行、ブレーキ減速は全て330μFアルミ電解コンデンサの充放電で行います。　加速はR63/R64/R65/R66/R67で充電し、その電圧がVcompとしてコンパレータに供給され出力電圧を上昇させます。　湖南電源改修経過からR67 33kΩでは加速率が高過ぎ、最終的に76kΩを選択しましたが、確認実験して最終決定します。
［2022.04.20追記］実験結果により、R67は78kΩに確定しました。

【県道沿い山田さん宅18：30】
ノッチオフすると加速回路抵抗にR68/R69/R70/R71を加えた高抵抗でゆっくり放電して出力電圧も速度も低下します。　ブレーキVRはSW付きでオンの瞬間に放電抵抗が1/5になり、クンッと軽いショックで減速に入った事が解ります。　ブレーキVR直列の470Ω2本は停止目標位置に停車させ易くする抵抗で、つんのめる様な急停車を避ける為に設置しました。

速度計は電源と測定端子GND分離が必要なタイプの電圧計です。　測定端子GNDを常点灯電源として常点灯停車中ゼロ表示、速度連動で上昇するVcomp電圧分圧で速度計を実現してます。　また機関車と電車/DCのギア比差1.4を補正する車種選択SWを設置してます。

この1-4項回路は、1-3項手動速度調整VRを実感的運転を楽しむ為の置き換え回路です。　ない物は作るしかないはストラクチャにも言えますが、電源もそうでした。　いつかこんな機能の『夢の電源』欲しいと思ってましたが、自分の手で完成する事ができました。

1-5．出力回路
出力回路は高性能/高機能共通です、既公開設計情報からの変更点に絞って解説します。

出力トランジスタToffを短くする奥の手回路BAT43を追加し、ポリスイッチGND側挿入により発生するヒゲ対策でスピードダウンコンデンサ102Kを追加してます。　また後方HLチラツキ原因となるモーター逆起電力を抑える為、SBM1045VSSを採用しました。

【生野北町商店街写真館18：30】
Hyper-G回路図をブロック毎にまとめたのは始めてです。　今後の実験評価で変更の必要が生じた場合は、本記事を都度追記し、Hyper-G Evo制作の基礎情報にする予定です。　これまで何処にもない機能の『Hyper-G Evoは鉄道模型用最高の電源』 だと自負してます。

ではまた。