デジット特売品の SW電源IC YDS505V君を味見・・・ (Part-4)

大阪日本橋の部品屋さんを徘徊中、デジットさんでこの ICを発見、最初はユニバーサル基板で試作をやっつけてみた。　しばらく休眠期間があって、せっかく基板も起こしたし、計画中の真空管アンプネタで使ってみようという気になったというのもあるんで、4月12日の記事で再スタートしたところからの続々編を記してみたいと思う。

前々回 4月12日の記事では、ユニバーサル基板で試作したモノを一旦分解、起こした基板に載せ替えて動作確認。　前回 4月29日の記事では、秋月さんで販売されている同系列な YDS-512F君の資料を参照した結果を横展開、使用部品と回路のアレンジを試行して動作確認やっつけたところまでを紹介させていただいた。
今回は、ユニバーサル基板で試作したモノをちゃんとした基板に搭載するとどうなるかというのと、使用部品と回路のアレンジを行った結果を確認してみようということで、少し時間を取って評価を行ってみた次第。
評価の結果は逐次見ていただくとして、少し「手戻り」が出てしまった箇所もあるんで、ご興味をお持ちの方はゼヒ追記の内容もご確認を。

まず最初は、前々回 4月12日の記事でユニバーサル基板で試作したのを分解、起こした基板に載せ替えた個体の確認から。
CH1はフィルターを通る前、CH2はフィルターを通った後の波形。
上から順に、無負荷時の波形、12Ω×3パラ (約1.575A) 負荷、12Ω×6パラ (約3.15A) 負荷。
使用した部品は全く同じで取り外したのをそのまま載せ替えたんだけど、フィルターを通る前の黄色い波形 (主成分はスイッチング周波数そのものの三角波に近い) は少し振幅が増えたようだ。
フィルターを通った後の水色の波形ともども電流を流した際の場合の挙動が改善されており、きちんとした基板に搭載することでノイズの発生も抑制されているように見えますな。

そして 2番手。　前回 4月29日の記事で同系列な YDS-512F君の資料を参照した結果を横展開、使用部品と回路のアレンジを試行した個体。
こちらも同じく CH1はフィルターを通る前、CH2はフィルターを通った後の波形。
最初に無負荷時の波形を見ようとしたんだけど、モーターボディングっぽい挙動が起きているのが判ってしまいまして・・・ (汗；
出力電圧は正しく設定できているし、動作そのものが異常なところまでは行っていないようだけど、軽い振動が継続しているのはこのままでは使えませんというところ。

基板を起こす際に作成した回路図を再掲。　少しトラブルシュートをしてみたところ、

• 負荷を接続すればこの現象はなくなる
• フィードバックをかける際の接続を R2ではなく R1 (フィルターの前) にすれば改善する
• フィルターを通った後の C5を OS-CONではなく通常の電解にすれば改善する
• フィードバックの位相補償 (すでにIC内で行われている) を強化すれば改善する

というところまで確認できたんで、原因と対策を検討。

何となく、振動が起きている周波数 1.17KHzがフィルターで使用している LCの共振周波数に近いような気がしたんで、ちょいと LTspiceで確認をば。 

コイルのデータシートには DCRとインダクタンス、コンデンサのデータシートには ESR程度の記載しかないんで共振した場合の Qの値やその他の挙動は予測し辛いんだけど、ESRの値を振ってシミュレーションしてみたところは何となくビンゴのような気がしますwa。
振動が起きている周波数辺りがフィルターの fcになるとして、その前後で位相が 180度変わっているのと肩特性に結構なピークが見えているんで、おそらく悪条件が重なると、IC内部の位相補正で打ち消されなかった分が誤差増幅器に戻って、振動が継続するということだろう。

ということで取り急ぎ、

• フィードバックをかける際の接続を R2から R1に変更した基板
• R2はそのままで C5を OS-CONではなく 470uF 35V ZLHに変更した基板

を準備して評価を続けてみる、と。

コチラの波形は、フィードバックをかける際の接続を R2から R1に変更した基板。
先ほどと同様 CH1はフィルターを通る前、CH2はフィルターを通った後の波形。
上から順に、無負荷時、12Ω×3パラ (約1.575A) 負荷、12Ω×6パラ (約3.15A) 負荷となる。
追加情報として、無負荷時に 6.30Vに調整した出力電圧は、12Ω×3パラ負荷時 6.25V、12Ω×6パラ負荷時に 6.20Vになり、これはユニバーサル基板で試作した分を組み替えた基板と同一結果だった。

続いての波形は、R2はそのままで C5を OS-CONではなく 470uF 35V ZLHに変更した基板。
波形の順番と計測時の条件は先ほどと同様で、出力電圧は無負荷時に 6.30Vに調整したものが、12Ω×3パラ負荷時 6.26V、12Ω×6パラ負荷時に 6.23Vになった。
フィードバックのかけ方を変更するとフィルターを通った後の電圧降下を軽減できるかも、という読みがあったものの大きな改善ではなかったんで、ここは無理してまでやる必要はないというのが正直なところ。　0.1V程度のドロップならば、無視するか、負荷接続後に調整してやれば良い、としておきましょ。
フィルター直後の C5も OS-CON、ZLHの何れでも、現時点での測定方法ではほとんど差が出ていないんで、こちらも無理して OS-CONにする必要はアリマセンとなりますな。

ということで、今回の評価完了時点での部品についてはこんな感じですかね。

• U1：　　YDS505V (デジット特売品) 
• C1：　　1000uF 35V Rubycon ZLH (秋月)
• C2：　　180uF 25V Panasonic OS-CON (秋月)
• C1-2：　非実装 (C1と排他使用)
• C3：　　220uF 16V Panasonic OS-CON (秋月)
• C4：　　1000uF 16V nichicon HZ (デジット特売品)
• C4-2：　非実装 (C4と排他使用)
• C5：　　470uF 35V Rubycon ZLH (秋月)
• L1：　　42uH 5A  タムラ製作所 GLA-05-0042 (デジット特売品)
• VR1：　1KΩ半固定VR 東京コスモス GF063P (デジット)
• R1：　　15KΩ 1/4Wキンピ (千石) 
• R2, R4, R5： 非実装
• R3：　　1.5KΩ 1/4Wキンピ (千石)
• C6, C7, C8, C9： 非実装
• J1, J2： B4B-XH-A (デジット)
• J3：　　非実装 

はい。　電源の出力に何が接続されるかでフィルターに求められる内容も違ってくると思うんで、また別の用途に使う予定が出てきた場合は、別途 Updateの情報出しができればというのも思うところ。
ひとまずは真空管アンプのヒーター系統 6.3V電源に使えればということで引き続き準備を進めて行きたいと思う。

ではでは、今日のところはひとまずこの辺で・・・