Nゲージレイアウト国鉄露太本線建設記

運転よりシナリー重視コンセプトで、昭和40年代後半の風景再現を目指しレイアウトを製作中です。映像・画像を交えながら、製作記に加え、随想や旅行記も発信します。2016年9月より延伸線建設に着手しました。

高機能電源⑥常点灯VR加工と速度制御回路

拙ブログは本日から通常営業、年金生活極楽トンボ親爺のレイアウト製作に戻ります。 高機能電源6回目は常点灯ボリューム加工と速度制御回路の解説です。

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1.常点灯ボリューム加工
高機能電源②使用キーパーツで常点灯に25kΩボリュームを使うと解説しました。 まずその部品加工を行います。

①33kΩ2本のリード線を捩ります、これで16.5kΩの抵抗ができました。
②捩ったリード線を25kΩボリューム両端左右端子穴に通します。
③左右端子に半田付けし、左端子リード線余りを折り曲げ中央端子へ半田付けします。
④従来線/延伸線各2CH4個の加工が終りました。

左右端子間抵抗値は、反時計回り一杯で0Ω、時計回り一杯で10kΩ弱でした。

常点灯/ゼロ調整回路図です、ゼロ調整はHyper-G同様20kΩ半固定ボリュームを使い、三角波下限電圧1.9Vから余裕を見て1.6Vに調整する設計にしました。 25kΩボリュームに抵抗2本加えて10kΩ弱なら、10kΩボリューム使えば良い?、違うのです。

10kΩボリュームを使うと上図点線の様に、75度回して点灯し始め、実用域1.0V-2.0Vは125度-220度の下側遊びが大きい特性になります。 並列抵抗を加える事で60度-150度となり、立ち上がりが早く調整容易な特性に変化させ、使い易くしてます。


2.速度制御回路
2-1.加速度制御
高機能電源はコンデンサの充放電を使い速度制御します。 前回製作者毎の各ノッチ最高速度仕様に合わせロータリースイッチに抵抗を取り付けました。 各ノッチ選択タップでVcompが決まり、最高速度が決まる原理は理解いただけたと思います。

コンデンサは330μF/16Vのアルミ電解コンデンサを使います。

【高機能電源加速度制御回路】
回路図にするとこうなります、前回R63/R64/R65/R66はロータリースイッチに取り付け済み、R67を介してC51/330μFを充電する構成です。 アルミ電解コンデンサは大容量ですが高周波特性が悪く、MHz帯ではコンデンサとして機能しません。 そこでノイズ除去用パスコンとしてC52/0.1μFを追加してます。

ノッチ4ではR67/33kΩが充電抵抗ですが、ロータリースイッチに取り付けた抵抗によりノッチ3⇒1と下がるに従い充電抵抗が高くなり、充電時間が長くなります。

【『高機能電源④』より転載】
これによりノッチにより最高速度到達時間を変化させ、加速度特性を変えてます。 また前回お薦め仕様BでR63/R64の抵抗値を変えたり、ジャンパーする事で加速度特性を変更可能な理由も理解できたのではないでしょうか。


2-2.タップ回路と速度制御回路の接続
最高速度/常点灯電圧を決めるタップ回路と、電解コンデンサを充放電する速度制御回路は直結できません。 タップ回路に充電電流が流れるとタップ/常点灯電圧に影響が出るからで、両者を分離し「電圧を決める」「充放電する」の役割分担が必要になります。

この役割を果すのがオペアンプバッファで、入力は電圧を受け止めるだけ、電流の出入はありません。 一方、出力は入力と同電圧ですが±50mAの電流供給能力があります。 オペアンプバッファにより入出力を分離(アイソレート)する事ができます。

回路図にするとこの様になります。 ロータリースイッチ間と常点灯電源にオペアンプバッファを入れ、タップ回路と速度制御回路を分離します。


★おまけ:オペアンプバッファ応用事例
入力は電圧決めるだけ、出力は電流供給能力がある特性を活かし電源を作れます。

電源電圧3.3V MOS IC用電源です、最大±50mAと少容量ですが三端子レギュレータよりコスト/スペース共に有利です。 また、抵抗選択で任意電圧電源に使えます。


次回から高機能電源基板製作と回路解説を同時進行形式で進めます。


ではまた。

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