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300B 전용 필라멘트 정전류 점화 모듈 - 도면 추가

by 정호윤 posted Jan 16, 2012
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안녕하십니까? 정호윤입니다.
공지사항에 따른 인적사항을 공개합니다.
1.주소 : 서울시 강북구 번1동 454-92
2.전화번호 : 010-9085-5686
3.메일 : LovEgypt@hitel.net
4.성명 : 정호윤

300B 전용 필라멘트 정전류 점화 모듈(이하 CCFM:Contant Current Filament Module)을 공동구매합니다.
CCFM.jpg

CCFM은 300B 전용으로 제작된 정전류 점화를 편리하게 하기 위한 모듈입니다.
기본적으로 1.25V 기준전압을 갖는 가변 3단자 정전압소자의 정전류특성을 이용한것으로
1R 저항을 통해 300B가 필요한 전류를 공급하게 됩니다.
직열 3극관 필라멘트 점화에는 다양한 방법이 있어서
가장 기본적인 교류점화를 비롯해 브리지다이오드를 통해 정류한 후 커패시터를 붙이는 가장 간단한 직류점화나
커패시터와 저항의 조합이나 커패시터와 대전류초크코일의 조합도 곧잘 사용됩니다.

2~3V 사이의 낮은 필라멘트 전압을 갖는 관들은 교류점화를 하고 험밸런스 저항을 통해 운용해도 실용상 무리가 없으나
300B 같은 5V나 6B4G나 811 같은 6.3V, 211/845 등의 10V 등은 충분히 맥류가 제거된 직류전압을 통해서가 아니라면
음악이 아니고 잡음을 듣는 상황이 되고 맙니다.

직열 3극관을 포함한 모든 진공관에서 필라멘트/히터의 정확한 전압과 전류는 진공관의 공표사양의 기준이 되어
플레이트 곡선에서는 필라멘트/히터의 전압이 꼭 표시되어 있습니다.

일반적인 파이형 전원부는 댁내전압의 변동에 전압이 바뀌고, 각 관 제작사마다 다른 미묘한 변화에 대처할 수 없습니다.

이에 3단자 정전압소자를 이용한 정전압 점화가 그 해결책으로 나왔습니다.
부하의 전류량 변동에도 5V를 유지할 후 있는 정전압소자를 이용하는것으로 언제나 일정한 전압이 공급되는 장점이 있습니다.
가장 쉽게 7805를 이용하나 LM338 및 LM350 등의 가변 정전압소자를 쓰기도 합니다.

정전압 점화와 반대로 정전류 점화는 부하의 전압변동이 있더라도 설정한 전류를 일정하게 흘려주는 형태로 운용됩니다.
어떤 300B가 쓰이더라도 설정한 1.25A의 전류만 흘리고 양단에 나타나는 전압변화는 정전류 모듈이 흡수합니다.

쓰기 편리한 3단자 가변 정전압 소자를 굳이 비용이 많이 들고 어려운 방법을 정전류 소자로 쓰는 이유는 바로 소리입니다.
대부분 직류점화는 교류점화 대비 재생음색이 밋밋하고 건조하다는 평이 많습니다만,
이 평의 주인공은 간단한 파이형 혹은 정전압 점화에서의 이야기로,
이런 음색이 마음에 들지 않아 다소 거북하더라도 교류점화를 고집하시는 분들도 많습니다.

정전류 점화는 이런 기존의 직류점화와 다르게 배터리 점화에 가장 가까운 소리를 내준다고 평가되며,
미국과 일본에서 많은 자작가들에게 약방의 감초처럼 쓰이고 있습니다.

국내에서 잘 쓰이지 않는것은 아무래도 구성의 어려움에 있습니다.
기판에 쓰이도록 설계된 각종 소자를 이용해야하고,
특히 필라멘트 전류가 그대로 흐르는 고급 대전력 전류설정저항 수급의 어려움등이
간단히 반고정 저항을 돌려 전압을 맞춰 쓰는 정전압 점화에 밀려 쓰이지 않는것입니다.

이에 저는 사용대상으로 300B에 한정한 CCFM을 제작하게 되었습니다.
CCFM.jpg

CCFM은 300B의 필라멘트 전류 1.2A를 만족시키기는 정전류 모듈입니다.

LM350에 1R 저항을 넣어 계산상 1.25A를 부하에 일정하게 흘리게 됩니다.

CCFM은 철저하게 오디오용으로 계산되어 설계하였습니다.

정류를 담당하는 다이오드조차 일반적인 실리콘 다이오드가 아니고
전력반도체로 유명한 IRF의 쇼트키 다이오드 31DQ05를 씁니다.
31DQ05.jpg
쇼트키 다이오드는 독일의 쇼트키(Walter H. Schottky)라는 과학자가 발명한것으로
일반적인 실리콘 다이오드가 갖는 역전압 회복시간이 없고, 순방향 전압강하가 매우 적은 특징이 있습니다.
고속 또는 초고속 회복 다이오드들이 일반 다이오드에 비해 고가이나 쇼트키는 아예 이 특징이 없습니다.

필라멘트 정류에 많이 쓰는 KBPC류는 1.2A 가 흐를때 다이오드당 약 0.9V가 강하되지만,
31DQ05는 고작 약 0.45V로 절반 정도입니다.

단 1~2V 도 귀중한 필라멘트 전원에서 이러한 차이는 같은 권선에서도 더 높은 직류전압을 얻어확실한 동작을 보증하게 됩니다.

커패시터는 필립스의 구형 레디얼 전해 커패시터입니다.
PHILIPS_CAPACITOR.jpg
이제는 찾아보기 힘든 구형 금속깡통형 레디얼 커패시터로 10000uF 커패시터를 두개 총 20000uF가 사용됩니다.

CCFM은 대전류가 흐르는 기판이기 때문에 당연히 고가의 2oz 동박 기판을 썼습니다.
CCFM_PCB.jpg
또한 가능한 넓은 동박너비를 유지하여 있을지도 모르는 기판에서의 전압강하를 줄였습니다.

CCFM을 적용한 300B SE 의 예입니다.
IMG_0142.jpg
사진에서는 25W 메탈클레이드 저항을 썼지만, 충분한 과사양에서 조금 더 과사양을 적용한것으로
이번 CCFM에서는 데일 1R 10W 1% 권선저항이 제공됩니다.

CCFM과 정전류 필라멘트 부하를 적용한 Lachesis 전체 제작기 보기
IMG_0180.jpg

CCFM

2oz 동박 기판 1개
LM350 3A 가변 정전압소자 1개 - 관련 부속 포함
데일 1R 10W 1% 권선저항 1개
필립스 10000uF/16V 커패시터 2개
IRF 31DQ05 쇼트키다이오드 4개
기판 지지대, 볼트 4개
AKZ350 2핀 단자대 2개

로 구성되며 위 1구성당 2만원, 최소 주문수량은 2개 및 2개의 배수로 주문 받습니다.
CCFM은 부품 상태로 발송됩니다.

300B 전용으로 필요한 교류 권선은 최소 8V/3A 이상으로 댁내전압변화를 포함하면 9V/4A 를 권장합니다.
어느 정도 면적이 필요한 모듈이기 때문에 기존 구성에 추가하시기는 어려울것이고,새로 제작하는 기기에 적용하시는것이 좋습니다.

도면입니다. (CCFM_DWG.pdf : pdf 도면)
CCFM_DWG.png

마감되었습니다. 고맙습니다.

CCFM에 대한 문의는 덧글, 소리전자 쪽지, 휴대전화(010-9085-5686),
전자우편(LovEgypt@hitel.net)로 가능합니다.
소리전자에 가입하지 않으셔서 덧글이나 쪽지를 주실 수 없으신 분들은
위 휴대전화나 전자우편을 통해 문의하실 수 있습니다.

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