アリスのユニバーサル・ブリッジ整流基板 の巻き
アリス 「こんにちはー、みみずく先生。」
みみずく 「やあ、アリス。今日はイチゴを貰ったんだ。一緒にどうだい？」
アリス 「わぁ、おいしそうです♪いただきまーす。」
みみずく 「べにほっぺ、という品種らしい。美味しくて冷蔵庫での日持ちもなかなか良い。」
アリス 「美味しいですね～。元気になりそうな味です。」
みみずく 「それで？今日はどんなオモシロ話を持ってきてくれたのかな？」
アリス 「そうなんです。相談したいことがあるんです。」
みみずく 「お題は？」
アリス 「電源トランスです。」
みみずく 「ほお。」
アリス 「今まで、基本的にスイッチング電源を使ってきたんですけど、トランスを使った電源も
手軽に試してみたいなって。」
みみずく 「ふむふむ。」
アリス 「特に半導体アンプで使う正負電源なんかは、トランスで自作するお友達がいるので、
そういった用途に便利な基板をつくりたいなーって思ってます。
なにしろ、トランスで電源をつくるのは初めてなので、それでご相談に来ました。」
みみずく 「なるほどね。具体的な仕様は決まっているのかい？」
アリス 「とりあえずセンタータップ式のトランスと平滑コンデンサーを使って
正負両電源をつくれるようにしたいです。回路はこんなカンジでどうですか？」
みみずく 「うん、いいんじゃないかな。センタータップ式のトランスが無い場合、
トランスを複数使うことで似たようなこともできる。」
アリス 「なるほど、センタータップ式のトランスにこだわる必要は無いんですね。」
みみずく 「手持ちの在庫や、格安のジャンク品、古い機材からの取り外し品なんかを活用するのは
とても楽しいことだと思う。そういう意味ではトランスって古くても捨てる必要は無い。」
アリス 「ほうっておくと捨てられそうなものに活用法を与えるってことですね。」
みみずく 「それには技術や知識が要るし、趣味としても高尚なものだと思うよ。
どうやって使ってやろうかと、じっくり考えてる時間が楽しいんだ。」
アリス 「ところで、せっかく基板をおこすんだから、できるだけ便利でおもしろいものに
したいと思うんですが、みみずく先生は何かアイディアありませんか？」
みみずく 「スルーホールの整流ダイオードだけじゃなくて、ブリッジ・ダイオードや表面実装ダイオードとか、
いろんなダイオードが使えると便利じゃないかな？」
アリス 「なるほど、それは便利ですね。ちょっとネットで調べて見ます…。
ＳＢＤ(ショットキー・バリア・ダイオード)は表面実装品で安価で優秀なものがありますね。
ブリッジ・ダイオードもいろんな形があります。」（注：お求めは秋月電子まで）
みみずく 「ね？全部使えると便利だろ？配線パターンの設計は面倒になるだろうけど。」
アリス 「大丈夫です。あたし、がんばります。他には何かありませんか？」
みみずく 「そうだな、ＣＲフィルターを入れられるようにした方がいいかな。」
アリス 「みみずく先生の大好きなＣＲフィルターですね。」
みみずく 「そうそう、これほど利用価値があっていい仕事をする回路はほかに無い。
しかも、この場合は平滑のためのリプル除去と、トランスの突入電流(ラッシュ・カレント)
を防止するというとても重要な役割がある。」
アリス 「あ、そうだ。みみずく先生に大事なことを教えて貰おうと思ってたんです。」
みみずく 「なんだい？」
アリス 「基板の耐電圧についてはどう考えたらいいんでしょうか？」
みみずく 「おぉ、成長したねアリス！私はとても嬉しいぞ。
それはとても大事なことだよ。」
アリス 「えへへ♪久しぶりにほめられました♪
いつもは気にしてなかったんですけど、もし耐電圧がある程度あれば、
真空管アンプの電源などにも使えるんじゃないのかなって思って。
それで、できれば１０００Ｖまで使える基板にしたいんです。」
みみずく 「耐電圧というものは主にパターン・ギャップ（配線間距離、絶縁距離）で決まるんだけれども、
プリント基板の耐電圧については諸説入り乱れている。
耐電圧１０００Ｖということでレジストありのプリント基板に必要な
パターン・ギャップは例えばこうなっている。」
(ＪＩＳ) ３．０５㎜ 以上
(ＵＬ８４０) ５㎜ 以上
アリス 「ずいぶんな違いがあるけど？」
みみずく 「そうだね、実は耐圧については決定的なルールが無いんだ。」
アリス 「それは困りました。どうすればいいのかしら？」
みみずく 「現実的なやり方として、すで実績のある部品を参考にするという方法がいいかもね。」
アリス 「実績のある部品ですか？」
みみずく 「そう、例えばこのブリッジ・ダイオードなんかどうだろう？」
アリス 「うわー、小さなＤＦＭパッケージなんですね。」
みみずく 「それなのに耐圧１０００Ｖ、最大電流１Ａの品種がある。
プリント基板にこのパーツを実装すると、パターン・ギャップは３．５８㎜になる。」
アリス 「３．５８㎜に１０００Ｖですか…。ちょっとコワイです。」
みみずく 「そうだね、実行するのはあくまで自己責任だが、もう少し抑えた方がいいかも知れないね。」
アリス 「とりあえず最小パターン・ギャップは３．５㎜以上で設計することにします。」
みみずく 「ちなみにパターン・ギャップを３．５㎜とした場合、
ドイツ規格を参考にするなら耐電圧はおよそＡＣ２５０Ｖ（ＤＣまたはピーク３５０Ｖ）になる。
無理をしてもＡＣ５００Ｖ（ＤＣ７００Ｖ）までにした方がいいんじゃないかな？
なんにしても気をつけるんだよ。」
アリス 「基板の両面間の耐電圧はどのように考えればよいですか？」
みみずく 「基板の表と裏の間の耐電圧については、基板の厚さ１mmあたりの耐電圧は１０００Ｖ程度なので、
通常の１．６㎜厚の基板を使う限りは１５００Ｖ程度の電位差には耐えられると考えてよい。
これはガラス・エポキシ基板の汚染されていない乾燥状態でのハナシね。」
アリス 「わかりました、ありがとうございます。
あとは…、そうだ。正負両電源ではなくて単電源をつくりたい場合には平滑コンデンサーの
接続を変えるだけで大丈夫ですよね？」
みみずく 「そうだね、こうすればＯＫじゃないかな。」
アリス 「なるほど、わかりました。それでは具体的な仕様を決めたいと思います。」
みみずく 「ふむふむ。」
アリス 「これでどうでしょうか？」
・ほとんどのダイオード、ブリッジダイオードの実装に対応
・平滑回路にＣＲフィルターを搭載
・正負両電源と単電源の両方に対応
・パターンギャップは最小３．５㎜で設計
みみずく 「うん、いいんじゃないかと思うよ。あとは設計をどうするかだね。」
アリス 「まずは回路図を描いてみたいと思います。えっと…、こうして…ああして…と。」
みみずく 「なるほどね。ブリッジ・ブロックと平滑ブロックをフリー・コネクトにしたんだ。いいかもね。」
アリス 「このほうが使いみちの自由度が広がるように思うんです。」
みみずく 「センタータップ付きのトランスで正負両電源を作るときはこうだな。」
アリス 「単電源をつくるときはこうですね。」
みみずく 「そうだね。これなら使い分けは容易だ。」
アリス 「あとは、がんばって配線パターンのアートワークです！
完成を楽しみにしててください。
名前は『ユニバーサル・ブリッジ整流基板（ＵＢＲ－１）』です。」
みみずく 「朗報を待っているよ。」