FiiO K7 その8 リニア電源の設計その2 基板の製作と3D CADによるケースの位置決め、加工、基板の動作確認など

さて、その7でリニア電源を設計を始めてしまったのですが、療養中の身、なかなか予算が取れず、ゆっくりになっております。

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最終的な、リニア電源基板のレイアウトは3Dモデルデータでこのようになりました。

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基板はなんとか発注でき、上がってきました。
ケースはタカチのHEN110820B 高さが88㎜のもので、結構背が高いと感じますが、タカチからDLできるSTEPデータを元に基板の高さを算出したところ、10.5㎜ということで、そこに基板の1.6㎜、最大になるニチコンKG Super Throughの50㎜を足すと61.6㎜・・・確かに一つ下でもギリギリ入りそうではありますが、今度はIECインレットの位置に困るということで、88㎜になりました。
(下のほうにある3D CADモデルを見ていただければわかるかと思います。)

基板に、部品を実装していきます。
今回はリニアレギュレーター前の1次平滑、その後のEMIFILを挟んで2次平滑の2段階に分かれていますが、2次平滑は実際は、2種類の電解を使うので3段階となっています。
電源平滑モジュールと同じように、電解の種類や数を選択できるようにしてあり、1次も1~4本、(KGなら1~2本)、2次はピッチ7.5㎜、幅18㎜までの電解を1~5本、5㎜ピッチ、幅10㎜までの電解を1~8本搭載できるようにしてあります。
最低限な1次4700uF、2次4700uF程度の通常のリニア電源から、ニチコンKG、KA、OS-CONを配置したフルスペック的な52,400uFまで選択できるようになっており、今回は、もちろんフルスペックで実装していきます。

PXL_20240411_194640192.PORTRAIT基板が上がってきたときはまだKA調達前だったので、KA以外の部品をすべて実装しています。
幅35㎜、高さ50㎜のニチコン KG Super Throughの存在感がすごいことに。

これと同時に、こんどはケース側の設計もしていかないとなりません。
トロイダルトランスのボルトの固定穴、レギュレーターの固定ねじ穴や、フロントパネルの電圧計、リアパネルのDC出力、IECインレット、電圧調整用の穴などをあけていかねばなりません。

スクリーンショット 2024-04-10 074109スクリーンショット 2024-04-13 054223今回は、すべて3Dモデルデータが用意できたのもあって、3D CAD上ですべて位置決めをしてみました。
基板もモデルもニチコンやPanasonicから該当のキャパシタのモデルデータをDLしてきて入れ替えてSTEPとしてエクスポートしてCADに読み込ませ、HENケースと組み合わせて位置を割り出しました。

スクリーンショット 2024-04-13 053816スクリーンショット 2024-04-13 0541453D CADはぶっちゃけ、電源平滑モジュール用ケースから使い始めたのですが・・・使ってみるものですね。
フロントパネルやリアパネルも部品を配置し、干渉する部分を切り出して、最終的に穴あけ図面を作りました。

3D CAD、やはり便利ですね。

PXL_20240418_061702495.PORTRAITPXL_20240418_061710425.PORTRAITPXL_20240418_061727606.PORTRAIT

で、その穴あけ図を基に、ドリル、オートポンチ、ハンドニブラーなどを使って穴あけをしていったのですが、やはり加工が甘くところどころダメダメさが出てしまっていますね。
データはできているので、加工もお願いしたほうがいいかもしれませんね。
(その分、部品代が高くなりますけど)

PXL_20240419_095617941PXL_20240419_095652930予算の都合上、IECインレットとトロイダルトランスは入手できておらず、とりあえずは、動作確認用に15VAのTalema 70054Kトロイダルトランスなどを使って基板の動作確認を開始。
電圧調整で12V、スイッチ切り替えで15Vも出せることを確認し、突入電流保護のリレーも正常に動作することを確認でき、基板が動作することを確認出来て一安心です。

まあ、ここら辺はXでもぼそぼそとつぶやいていた話でございます。
あとは、実機での確認なのですが、さすがに15VAのトランスでは、1Aも出ないと思われるので来月以降、トロイダルトランスを入手するまでお預けになりそうですね。

4/20 追記
オヤイデ電気のDC-3398 LL/0.3が届き、102SSCケーブルでリニア電源とK7を接続。テストを兼ねて電源投入、音楽再生までできてしまいました。
とりあえず、トランスとIECインレット入手できるまではこのままテストしてみましょう。

コメント (3) -

くろぇ
2024/05/15 1:20:02 #

手持ちの5V駆動のネットワークトランスポートですが、GaNでは安定動作せず、付属のスイッチングACアダプターなら安定動作するという可能性が見えて来ました。
すると平滑モジュールの低容量版を通すか(KA通常モデルはアウトでした)リニア電源を手に入れるのが良い気がしています。
現在は付属のACアダプター+Tank LEで不具合が出ないか様子見中です。

差し当たってトランス式ACアダプターを買ってみようと思うも出力の小さいものばかりで、実用に耐えられそうもありません。
5V用リニア電源なら16V耐圧の個体コン(ニチコンLGなど)も使えますし、開発が進むようお手伝いできることがございましたら、仰っていただけると幸いです。

Brichan
2024/05/15 13:33:58 #

一番はやはりリニア電源でしょうねぇ。
5V3AのGaNでダメ、5V4Aの純正でOKというと、5V4Aが出るリニア電源ですね。
とりあえず、LM338(5A流せるリニアレギュレーター)が共立くらいしかなく、結構お高いのですよね。
現状の基板で5A流せるリニア電源を作るには
LM338
9Vトロイダルトランス
5Vリレーに変更
5Vリレーの接点定数変更
リニアレギュレーターの定数変更
SBDブリッジ/リニアレギュレーターの保護ヒューズ変更
で、5V5Aに変更は可能です。
固体コンはOS-CONの代わりにLG使ってもいいですし、
2次平滑はMUSE KZ1000uF4本+KA 6800uF1本
1次平滑は、一応、35V耐圧(リニアレギュレーターの最大電圧に合わせて)
のKA3300uFを4本または、三栄電波で在庫がありそうなKG Super Through 35V 6800uF2本がつかえます。(1本1100円しますが、これがオーディオ電源用の最上位になりますね)
部品は選定してみますね。

くろぇ
2024/05/15 17:56:10 #

必要な物品のピックアップありがとうございます。
プレーヤーの現象なんですが今度こそ直った!って思っても頻度が低いだけで出るんですよね。発生時は何か電気的に不安定になっているか、本体の処理が落ちてるんだとは思うのですが原因がサッパリで、手放す事も視野に入っています。

しかしながら5Vの電源自体はあれば使い所はあるので、優先度としては低めで考えていただければ幸いです。

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