概要
プラネタリウムのマシンを作るということは大電流と向き合うと言っても過言では無いほど電流を使います。
ですから、安定かつ大容量の電源を製作することは非常に重要なことです。
ですから、安定かつ大容量の電源を製作することは非常に重要なことです。
電源装置の種類
電源製作には大きく分けて3つの方法があります。
シリーズレギュレータ
入力電圧と出力電圧の差を熱として放出することで任意の電圧を出力します。
スイッチングレギュレータ
コイルに電流を流す際に発生する高電圧を利用し、高速でスイッチングを行い、任意の電圧を取り出す方法です。
トランスを用いたレギュレータを使わない変圧
かなり特殊な方法です。一般には使われません(が、旧型機にはこれが搭載されていました
トランスで変圧し、それをコンデンサで平滑して用います。
トランスで変圧し、それをコンデンサで平滑して用います。
その長所/短所をまとめると、
名称 | 長所 | 短所 |
シリーズレギュレータ | 回路が簡単 安価 |
熱効率が最悪 扱える電流値が小さい |
スイッチングレギュレータ | 熱効率が良い 扱える電流値が大きい |
回路がやたら複雑 高価 |
レギュレータを使わない変圧 | 電圧が入力電圧に依存し不安定 リップルが大きい |
どの変圧方式が良いか?
よっぽどの理由が無い限り、スイッチングレギュレータをお勧めします。
複雑で高価で高周波ノイズもありますが、電流値が莫大となるため、シリーズレギュレータでは(熱的条件の意味で)追いつきません。
複雑で高価で高周波ノイズもありますが、電流値が莫大となるため、シリーズレギュレータでは(熱的条件の意味で)追いつきません。
回路の複雑性への対処法
昔はプリント基板を作らないと到底出来ないほど(熟練すればそれほどでもないが)難しい回路でしたが、最近では専用のレギュレータとして一組のユニットが用意されていることも多いので、これを用いるのが良いでしょう。ただし、これは部品保守性が悪くなります。
高価への対処法
上記のユニットは低価格(300円くらい)で売られているものもあります。高価なものは3000円くらいしますが、時代とともに安くなっていく部品ではないかと予想しています。
高周波ノイズへの対処法
ユニットの選定を行うときに注意するのが良いですが、このプラネタリウム製作においては平滑コンデンサを十分に入れておくことが一番の解決方法になるのではないでしょうか。
なぜシリーズレギュレータは適さないのか?
シリーズレギュレータは入力電圧を、出力電圧を、出力電流をとおくと、の放熱があります。
恒星球にEX球を用いた場合、仮に、が必要になり、とするとの放熱があることになります。
これを実装しようとすると、概算ですが、-66℃に保った状態で、アルミ製厚さ3mmの30cm四方の放熱板を利用せねばなりません。これはあくまでお遊びの計算ですが…
熱の放出が多すぎて、現実に使い物になりません。なので、効率の良いスイッチングレギュレータを使う方が良いのです。
恒星球にEX球を用いた場合、仮に、が必要になり、とするとの放熱があることになります。
これを実装しようとすると、概算ですが、-66℃に保った状態で、アルミ製厚さ3mmの30cm四方の放熱板を利用せねばなりません。これはあくまでお遊びの計算ですが…
熱の放出が多すぎて、現実に使い物になりません。なので、効率の良いスイッチングレギュレータを使う方が良いのです。
(ここまでまだ書きかけです。)
このページに関するコメント, 意見は以下にどうぞ.
添付ファイル