バイブレーター（電子式）
James Electronics社製のHeathkitブランドのバイブレーター（オクタルベース付き） 2個。右側のものはアルミキャップが取り外されており、内部の部品が見えるようになっています。
Grass Instrument Co. の電気機械式バイブレーター。ポリグラフ入力増幅器のチョッパー増幅器の一部として使用されます。

バイブレータは、直流電源をパルスに変換し、変圧器に供給する電気機械装置です。動作は大きく異なりますが、目的はソリッドステートパワーインバータと似ています。

スイッチング電源の開発と低電圧で動作する半導体デバイスの導入以前は、自動車のバッテリーから約 50 ～ 250 V の直流電圧を生成する必要がありました。バイブレータを使用して脈動直流電流を生成し、これを変圧器で高電圧に変換し、整流、フィルタリングして高電圧直流電流を生成します。これは基本的に、常閉接点を使用してリレーコイルに電力を供給し、接続を即座に切断した後、常閉接点を介して非常に速く再接続するリレーです。この動作は非常に速く発生するため、振動し、ブザーのような音がします。この同じ急速に脈動する接点が、上昇および下降する直流電圧を変圧器に適用し、変圧器はそれをより高い電圧に昇圧することができます。[ 1 ]

このタイプの回路は主に、車載の真空管 ラジオを動かすのに使われたが、6Vまたは12Vの蓄電池を搭載した他の携帯用電子機器にも使われ、特に農場など主電源のない場所で使われた。こうしたバイブレーター電源は1940年代に普及し、そうした用途で交流電圧を生成するための、よりかさばるモーター発電機システムに取って代わった。 [ 2 ] [ 3 ]ラジオなどの電子機器では、真空管には約45ボルトから250ボルトのプレート電圧が必要である。携帯用ラジオ、補聴器などの機器用に、様々な定格電圧のB電池が製造された。車や農場の照明用バッテリーなどの一般的な6ボルトまたは12ボルトの直流電源からラジオに必要な電圧を供給するには、安定した直流電源を脈動する直流に変換し、変圧器を使って電圧を上昇させる必要があった。

バイブレーターは、常に動いているため、バネの張力低下や接点の摩耗など、機械的な故障が頻繁に発生しました。[ 3 ]真空管式バイブレーターがトランジスタベースの電気システムに置き換えられるにつれて、このような高電圧を発生させる必要性は減少し始めました。機械式バイブレーターは20世紀末頃に生産が中止されましたが、ソリッドステート式電子バイブレーターは、旧型バイブレーターとの互換性を保つために現在も製造されています。[ 4 ]

使用

低電圧DCを高電圧DCに変換する典型的な回路の概略図

バイブレーターは、柔軟な金属ストリップの端にスイッチ接点が取り付けられたデバイスでした。動作中、これらのストリップは電磁石によって振動し、接点が急速に開閉します。接点はバッテリーからの6または12Vの直流電流を遮断し、0ボルトからバッテリー電圧まで変化するパルスの流れを形成し、実質的に方形波を生成します。安定した直流電流とは異なり、このような脈動電流が変圧器の一次巻線に適用されると、巻線の巻数比に基づいて所定の電圧で二次巻線に交流電流が誘導されます。この電流は、熱イオンダイオード、酸化銅/セレン整流器、または追加の機械式接点セット（この場合、バイブレーターは一種の同期整流器として機能します）によって整流できます。整流された出力はフィルタリングされ、最終的にバッテリー電圧よりもはるかに高いDC電圧が生成されますが、一部の損失は熱として放散されます。この構成は本質的には電気機械インバータ回路です。

バイブレータの一次側接点は、トランスの一次側への電流供給を交互にオン・オフします。バイブレータの接点を瞬時に切り替えることができないため、コア内の磁界の崩壊によって巻線に高電圧が誘導され、バイブレータの接点で火花が発生します。これは接点を急速に侵食するため、不要な高電圧「スパイク」を抑制するために、トランスの二次側に高電圧定格のスナバコンデンサ（図のC8）が追加されます。[ 5 ]

バイブレーターは時間の経過とともに摩耗するため、通常は底部にマルチピンプラグ（真空管の接触ピンに類似）が付いたスチールまたはアルミニウムの「ブリキ缶」型の筐体に収められており、ツールを使わずにプラグを素早く取り外して交換できるようになっています。

バイブレーターは作動中にある程度の可聴ノイズ（一定のブーンという音）を発生するため、ラジオをつけている車内の同乗者に聞こえる可能性がある。この音をバイブレーターの筐体内に収めるために、缶の内面は発泡ゴムなどの厚い防音材で覆われることが多かった。バイブレーターは通常ラジオのシャーシに直接取り付けられたソケットに差し込まれるため、振動がシャーシに機械的に結合され、シャーシがノイズの共鳴板として作用する可能性がある。これを防ぐため、缶内の防音ライニングは、バイブレーターの部品を摩擦だけで支えられるほど厚く作られることもあった。その後、部品はプラグピンにフレキシブルワイヤで接続され、プラグからの振動をさらに遮断した。

参照

参考文献

  1. ^ベッドフォード, BD; ホフト, RG (1964). 『インバータ回路の原理』ニューヨーク: John Wiley & Sons, Inc. ISBN 0-471-06134-4。{{cite book}}:ISBN / 日付の非互換性（ヘルプ）
  2. ^バイブレーター電源設計の基本原理(PDF) (初版)。インディアナ州インディアナポリス：PR Mallory & Co., Inc. 1947年3月。9ページ。
  3. ^ a b「バイブレーター用電源」www.radioremembered.org . 2016年1月24日閲覧。
  4. ^ 「ラジオバイブレーター MikeHaganAntiqueAutoRadio.com」www.mikehaganantiqueautoradio.com . 2016年1月24日閲覧。
  5. ^ 「アナログ回路設計 第2巻：アナログ設計の黒魔術への没入 [2、再版] 0123978882, 9780123978882」 . dokumen.pub . 2024年12月31日閲覧。
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