ダイオードについてがらくたを書いたなんて信じられない...
MUR860は確かに良い音になりますが、説明は少し微妙です。
シリコンダイオードはすぐにはオフになりません。ダイオードの両端の電圧が負になると、ダイオードの内部に蓄積された電荷が取り除かれるまで、電流はまだ短時間逆方向に流れます。これが完了すると、ダイオードがオフになります。
次のスコーププロットに示すように、ダイオードごとにリカバリ特性は大きく異なります。
(ソース)
電流は、「回復時間」と呼ばれる時間の間、実際に負の方向に進みます(ダイオードの「間違った」方向)。赤いものはもっと時間がかかります。
DC-DCコンバーターでは、ダイオードがすばやくオフになることが重要です。200kHz(サイクルタイム5µs)で動作するDC-DCコンバータで、リカバリータイムtrr = 30µsの古き良き1N4001を使用することを想像してください。オフにする時間すらありません。それはまったく機能しません。これが、DC-DCコンバータがはるかに高速なダイオードを使用する理由です。
さて、あなたのオーディオ関連に戻りましょう。上記の赤と紫のトレースを確認してください。赤のトレースには時間がかかりますが、電流がやわらかくオフになります。紫色のものは非常に急激にオフになり、巨大なdi / dt(10アンペアのように4アンペア)になります。これは50Hz整流器ではこのように発生せず、ダイオードがオフになる前に電流がアンペアに流れる時間はなく、数mAしかありません。しかし、あなたはアイデアを得ます。
ダイオードがオフになると、コンデンサになります。トレース、ワイヤなどのインダクタンスがどのようなものであっても、周囲にLCタンク回路を形成し、リンギングします。
リンギングの程度は、ターンオフの鋭さ、およびターンオフが発生する電流によって異なります。高速ソフト回復ダイオードはリンギングを少なくします。
現在、このリンギングは通常かなり高い周波数です。また、ターンオフ時の鋭いdi / dtは、広帯域RFノイズを生成します。これは近くの回路に結合し、あらゆる種類のノイズとゴミを敏感な信号に追加します。これはオーディオフォロリーではなく、エンジニアリングです。
とは言っても、MUR860は高価であるため、ターンオフノイズスパイクを吸収するためにそれらの間にキャップを配置すれば、遅いクラミー回復を備えた安価なダイオードを使用できます。主電源のすべてのAM / FMチューナーだけでなく、ほとんどの家庭用オーディオ機器でもこれが可能です。製造業者は必要がない限り部品を入れません!すべてがコスト最適化されています。しかし、キャップがなければ、チューナーはノイズによって克服され、ラジオを受信しません。
次に、トランスの2次側にスナバを追加して、LCリンギングを減衰させることができます。
質問:単一のブリッジ整流器チップを介して個別のダイオードを使用することには利点がありますか?
利点は、高速ソフトリカバリ、またはショットキーダイオードを選択できることです。キャンドダイオードブリッジは通常、超低速ダイオードで構成されます。
そうでない場合、なぜそうするのがとても人気があると思われるのですか?
それが機能するので。それぞれ3セントの4つのキャップも同様に機能しますが、自慢の要素は少ないことに注意してください。ファストダイオードはよりセクシーで、より多くのヘビ油ポイントを獲得します。
編集、私のハードディスクからの古いスコープトレース... BYV27-150安価な高速ダイオード、小型12V 10VAトランス。
青は二次トランスです。フラットトップパーツは、ダイオードがオンのとき、電源コンデンサが充電され、内部の巻線抵抗によりトランスの2次側の電圧を制限します。青色のトレースは、ダイオードがオフになるとステップダウンします。それは非常に明白で、1V低下し、見逃せません!
負荷の電流がゼロの場合、ダイオードは正弦波のピークでのみオフになることに注意してください。負荷が電流を引き込む場合(通常はそうです)、ダイオードはピーク後にオフになります。
今、私はハイパスフィルター(下の黄色のトレース)を通してこれを見るのが好きです。ハイパスフィルターは約100pFの小さなキャップを使用する必要があるため、振幅は減衰されます。しかし、信号の一般的な形状は問題ないはずです。不快な鋭いスパイクとそれに続くHFリンギングに注意してください。1N4001のようなより高いQrrダイオードは、はるかに悪くなります。
編集2
私は古いアンプを復元し、電解液を1979年から変更しています...そしてこのアンプにはダイオードブリッジの両端にキャップがありません。おそらくAMチューナーがないためでしょう。とにかく、これを行う方法は、トランスの2次ワイヤーの1つの絶縁体にスコーププローブを取り付けることです。何らかの接触を行う必要はありません(明らかにプローブを接地する場合を除きます)このゴミは、ワイヤの絶縁体を介してスコーププローブに結合しています。
それは整流器の回復スパイクです。残念ながら、これはトランスワイヤのコモンモードとして表示されます。つまり、2次巻線全体がアンテナとして機能し、スパイクを近くの回路に容量結合します。ボリュームポットのような高インピーダンスのものは、最大の犠牲者です。
これがおそらくこのアンプが金属缶の中にシールドされたトランスを持っている理由です。ダイオードIMOにキャップを付ける方が安かったでしょう...
もちろん、プローブをPCB端子に貼り付けることで、2次電圧も測定できます。
それは通常の外観を持っています:フラットトップ、そしてダイオードがオフになるとスパイクと瞬時に数ボルトのドロップダウン。スパイクの拡大:
したがって、2次トランスのワイヤには22ボルトのスパイクがあり(!!!!)、立ち上がり時間は2µsとかなり高速です。
問題は、ダイオードが適切な整流のために遅すぎることではありません(明らかに、整流は正常に機能します)。これらのスパイクがいくつかの敏感な回路に結合すると、問題が発生します。変圧器のワイヤではコモンモードとして表示されるため、これを回避するのは困難です。
別の編集
オシロスコープがシミュレータと一致しない場合、一方または両方が間違っている可能性がありますが、実際の回路をモデル化して(つまり、トランスのインダクタンスを考慮に入れて)、シミュレーションのパラメータを監視すると役立ちます...
これは期待どおりに機能します。変圧器のインダクタンス(電流遅れ電圧)により、ダイオードは、変圧器の無負荷電圧(黒)とコンデンサー電圧(緑)の視覚的な比較から予想されるよりも少し遅れてオフになります。完全なダイオードも同時にオフになり、トランスの二次電圧が無負荷の値に戻ります。これは正常です。
回復によって追加されるのは、ダイオード電流が負になるまでのわずかな時間です。したがって、ダイオードがブロックすると、インダクタ電流はゼロではなく、数mAになります。50Hzは非常に遅いため、これは多くありません。
ただし、ダイオードがオフになると、インダクタは十分な大きさで鋭い負の電圧スパイクを生成し、インダクタンスとダイオードの容量によって形成されるLCタンクにリンギングを引き起こします。これがEMIの問題です。
実際には、インダクタは高周波で多くの損失があるため、リンギングはここに示されているよりもはるかに短くなります。ここでは約1MHzでリンギングします。
より高速なダイオード(Qrrが低い)を使用すると、より低い負の電流でオフになるため、リンギングを励起するために利用できるエネルギーの量が減少します。ソフトリカバリダイオードは、同じ効果を持つより滑らかな電流ステップを生成します。したがって、高速/ソフトリカバリダイオードは、ここでEMI問題を低減するように機能します。しかし、より安価な修正は、ダイオードの両端にキャップを配置することです。それも同様に動作します。
赤いトレースは、キャップとスナバなしです。1MHzで鳴ります。ダイオードの両端に10nFのコンデンサを追加すると、リンギング周波数が100kHz(緑)に下がりますが、これは問題ではなくなり、エッジも滑らかになるため、EMIの問題がなくなります。青はスナバを追加したものです(R3 / C3)。かなりきれいですが、厳密には必要ありません。変圧器の鉄損はとにかくほとんどそれを弱めます。
要約:超高速ダイオードはノイズの発生が少なくなりますが、それは微妙な副作用のためです:オフになる前にインダクターに蓄積される電流(およびエネルギー)が少なくなり、その時点でインダクターに蓄積されたエネルギーがリンギングになります。コンデンサーでインダクターエネルギーを吸収し、スナバ抵抗でそれを散逸させることも同様に優れています。実際、それはより少ないコストでより効果的に機能します...つまり、高価な超高速ダイオードの実際のコスト/利益の増加はありません。しかし、彼らは働きます。それらは最適なソリューションではありません。