楽しい自作オーディオと注文製作

リレーの電子スイッチ化の記事を書いていたら何件か電話やメールをいただいたので別記事で書きます。

プロテクションリレーについて
HiFiオーディオ用のパワーアンプのプロテクションリレーは、一部を除き必ずと言っても良いほどにリレーでON/OFFし制御ている。
目的は、電源オンオフ時の、直流がスピーカーに加わることや、アンプ故障時や、過負荷等の異常時にアンプの出力を遮断するためにある回路だ。スピーカーへの接続線を電磁スイッチ（リレー）で入り切りしている。

具体的には、電源オン後数秒後にスピーカーをオンするスイッチ回路だ。電源オフ時は、即座にスピーカーを遮断することによってスピーカーを守る重要な回路で、また障害発生時も遮断する機能を兼ね備えている。これがないとボコとかポンという音がする。
このスイッチをリレーという機械的接点部品で自動で動かしている。アンプのスイッチを入れると数秒後にカチッと音がするのがこれである。

これが1回路の大容量リレーだ。上記の説明だけだったら分かってるよ！でおしまいかもしれない。





ところが何年か使用しているうちに接点は劣化して来る。これが使い続けるうちに劣化はどんどん進む。
昔は、オーディオメーカーがリレーメーカーに特注していたため、現在はピンが合うものは少ない。それで分解して磨く人も多いが少しするとまた不具合が生じる。これが厄介で、音が出たりでなかったり、音量を上げると一気に音が出る。

徐々に劣化するから音の変化は気が付きにくい。初期の接触抵抗は電圧降下法という測定方法のメーカーの公称値が50ｍΩ以下となっている。後の説明のために、この50ｍΩ＝0.050Ωを覚えて置いていただきたい。





そこで電子スイッチでこの代わりをさせようというのが今回の実験試作。下の写真右のリレーの機能をMOS-ＦＥＴMOS-で電子スイッチにしようというものだ。このＦＥＴの1個当たりのＯＮ抵抗は22ｍΩとなっている。



実際に動作させると44ｍΩと予定通りの値が得られた。





実際の電線がどの程度の抵抗を持っているかは、下は1.25ＳＱの電線1ｍの抵抗値。
16ｍΩ程度だ。




ということで44ｍΩは、オン抵抗が大きくて使えないか使えるかになるが、電線数ｍ（往復）だとすれば十分に使えるオン抵抗だ。
メーカーアンプでダンピングファクター（ＤＦ）が数百から１，０００以上を争う場合は、このオン抵抗は非常に問題になる。
MOSFETで、プロテクションリレー化しているメーカー製高級アンプはオン抵抗がおそらく５mΩ程度だと推測できる。
DF値が高くても200程度の普通のアンプでは44ｍΩは問題にはならない値だと思う。入手できないFETを無理に探す必要はないのではないかと思う。機械式リレーの初期性能50ｍΩ以下に比べて遜色ない。
聴感上の音質に問題があれば別ではあるが、長期間安定にオン抵抗が保てるのであれば、電子スイッチ化も悪くはないはずだ。
このMOSFET通過の音質を言い出したら、パワーアンプ出力段にMOSFETは使えないことになる。
超低オン抵抗のMOSFETが入手できることに越したことはないが、この大きなMOSFETを選択しているが、何も考えていないわけではない。小型のものより通過面積は大きいはずだし何より4V駆動であることは、フォトボルで完全に他回路と縁切り出来る。

実際のアンプ組み込みは、部品入荷後です。　こうご期待！