[6LQ8 PP 앰프 제작] 전원장치에 대한 생각

우리나라 돈으로 송료를 포함하여 2만원 미만에 구입할 수 있는 중국제 6N1 + 6P1 싱글 앰프는 대단히 간단한 전원회로를 사용하고 있음에도 불구하고 험은 거의 느껴지지 않는다. 5 mH/120 mA의 초크 코일을 쓸 것을 권장하고 있지만 이것 대신 220옴 5와트 시멘트 저항을 넣어도 실용적으로 문제는 없다.

출처: AliExpress. 판매자 스토어는 CHINA BrandExport Store.

저항으로 초크 코일을 대신하는 아이디어는 다음 회로에서 얻은 것이다. NFB가 있다는 점을 제외하면 위의 것과 사실상 동일하며, 초크 코일이 R8로 대체된 상태이다.

이번 여름 프로젝트로 구상 중인 6LQ8 앰프는 푸시풀이라서 싱글 엔디드 앰프에 비하여 험 잡음이 적을 것이다. 그러나 아직 공부가 부족하여 왜 그러한지에 대한 정확한 이론을 알고 있지는 못하다. 험 잡음은 교류로 히터를 점화하는 데서 기인하는 것, 전원트랜스에서 누설되는 자기장으로 인해 유도되는 것, B전원에 남은 리플 등 몇 가지의 요인에 의한다. 싱글 엔디드 앰프에 비해 PP가 험에 강하다는 것은 위에서 나열한 요인 중 어느 것이 줄어드는 것에 기인하는가? 복합적인 요인인가? 분명히 이에 대한 답을 할 수 있어야 한다.

제이앨범에서 제공하는 PCB + 부품 세트를 활용할 계획이라서 전원부를 제외하고는 내가 크게 자율성을 발휘할 곳은 많지 않다. 제이앨범에서 제시한 전원회로는 트랜스 2차 출력(214 V)을 다이오드로 브리지 정류를 한 다음 200 uF/400 V 캐패시터로 평활시킨다. 다음으로는 135옴 저항(다소 생소한 저항값)과 200 uF/400 V으로 구성된 RC 필터를 여러 단 이어서 202 V까지 전압을 내리도록 만들었다. 내려야 할 전압의 폭이 꽤 넓어서 4~5단의 필터를 적용해야 한다. IC114에서 찾아보니 200 uF 전해 캐패시터라는 것은 없고 220 uF/400 V의 것이 있다. 가격도 2,000~2,500원 선으로 꽤 비싸고(105도 제품의 경우), 리드선 타입도 아니라서 만능기판에 꽂기가 좋지 않다.

제이앨범 이외의 웹사이트에서 제시한 6LQ8 PP 앰프 회로는 MOSFET을 이용한 리플 제거 회로를 채택하였다. 우선 KDK Labs의 Power N-type MOSFET으로 ripple 제거를 먼저 읽어보았다. 어쩌면 내 부품통에 있는 IRF740을 활용할 수 있을지도 모른다.

공개된 리플 제거 회로를 검토해 보자. 다음은 네이버 카페 [앰프를 만드는 사람들(앰만사)]에서 제공하는 기판에 대한 설명글에서 그림의 일부분을 발췌한 것이다. 아래의 그림에서는 왼쪽 부분을 잘라냈는데, 실제 판매하는 기판에는 다이오드 회로와 첫번째 평활용 캐패시터가 포함된다. 220 uF/250 V 두 개를 직렬로 연결한 것은 배전압 정류로 사용할 것을 감안한 것이다.

출처: 앰프를 만드는 사람들

출력 전압은 어떻게 결졍하는가? 원문을 약간 고쳐서 인용해 보자.

• 180K와 1M 저항으로 FET의 게이트 전압을 결정하고 출력전압은 보통 게이트 전압보다 5 V 정도 낮다.
• AC 200 V를 정류한 경우 280 V가 되며 이때 게이트에 걸리는 전압은 280 V x (1M/(1M + 180K)) = 237 V가 되며, 출력 전압은 237 V - 5 V = 232 V가 된다.

다음 카페 [자작 진공관 앰프 라디오]에 실린 6LQ8 PP 앰프 회로도에서도 거의 유사한 회로가 쓰였다.

출처: 6LQ8 PP회로도(은철아빠님 작도)

이베이에서 판매하는 고전압용 교류 노이즈 필터(Tube Preamp/Amplifier High Voltage AC Noise Electronic Filter Board 400V 2A)의 회로도는 다음과 같다. 입력부가 왼쪽이 아닌 오른쪽에 그려져 있음을 유의하자. 다이오드 브리지를 거친 전원을 별도의 평활 캐패시터 없이 이 보드의 입력에 연결하면 될 것이다. 이 기판은 2019년 6월 11일에 두 개를 주문하였다.

출처 링크

다음으로 고려할 사항은 히터 전원이다. 6LQ8 데이터시트에 의하면 6.3 V, 775 mA가 필요하다. 진공관이 총 4개가 쓰이므로 3 A가 넘는 전원이 필요하다. 나의 계획은 보유하고 있는 24 V SMPS  어댑터에 5 A급의 스텝다운 어댑터를 연결하는 것이다. XL4015칩을 사용한 모듈이 적당할 것이다(IC114, LED 디스플레이가 있는 것과 없는 것)

이번 제작에서는 감전사고를 당하지 않도록 특별히 조심해야 되겠다. 특히 양손 조심!