オーディオのイシノラボ・ドットネット - 第７章　電源部

イシノラボ／マスターズ店長の連載

第２弾　オーディオアンプ講座

第７章　電源部　－　電気２重層による電源

電気２重層（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｄｏｕｂｌｅ－ｌａｙｅｒ　ｃａｐａｃｉｔｏｒ）コンデンサーは１９７０年代から商品化開発が活発になり、近年では、１Ｆ（１００万μＦ）／５Ｖは＠￥１００で入手できるようになりました。サイズは５００円硬貨程度です。

コンデンサーはバッテリーと異なり、化学反応により電気エネルギーを蓄えるものではないので、その寿命は長いです。イオンそのものが蓄えられます。
充放電の反応は早く、１０万－１００万回程度の充放電サイクルが可能だと考えられています。
電解コンデンサーに比べ、静電容量は数千倍も大きいです。但し、耐電圧は低く、２．５Ｖが標準で、３Ｖくらいが限度ですから、直列接続で、アンプ電源として対応します。
（参考）ニッケミ（株）による電気２重層（ニッケミではＤＬＣＡＰと呼んでいる）の解説によると、その用途は電力の貯蔵、ハイブリッド自動車、燃料電池自動車の回生ブレーキやアイドリングストップ用に使われ始めています。

オーディオアンプへの応用

オーディオ界は保守的ですから、このような電気２重層をオーディオアンプ電源に応用しようとする動きはありません。現在、マスターズだけといえます。
最も手軽に応用できるのは、真空管アンプのＤＣヒーター点灯といえます。
３００Ｂや２Ａ３などの直熱３極管には、ハムノイズ低減にヒーターＤＣ点灯は有効です。
これまでは、大容量ケミコン（１万μＦ）や安定化電源でおこなってきました。スペースを取られたり、回路が複雑となる面倒さがあります。
その点、上記、１Ｆ／５Ｖの電気２重層を平滑用に使用すれば、安価にかつスペースをセーブして実現できます。

耐圧が２．５Ｖと低いので、半導体アンプへの応用は電源電圧が±１２Ｖ程度の少出力アンプへの採用が考えられます。
１台に８～１０本使えば、充分バッテリー電源に匹敵する電力を充電でき、また放電できます。

参考のため、計算してみましょう。
８００Ｆ／２．５Ｖを５本シリーズ接続すると、その静電エネルギーは、１／２×Ｃ×Ｖ×Ｖで表せます。
電源電圧を±１２．５Ｖを代入すると、１／２×（８００÷５）×１２．５×１２．５＝１２５００ジュール（Ｗ）／ｓｅｃになります。
さらに、±２電源ですから、総量は２５０００Ｗ／ｓｅｃに達します。
実際、聴く音量はせいぜい平均０．１Ｗ、アンプの効率を２５％とすると、０．５Ｗ／ｓｅｃとなります。
２５０００Ｗを０．５Ｗ／ｓｅｃで割ると、５００００秒≒１４時間連続使用できることになります。
実際、この条件に近い試作アンプを実験すると、２時間以上軽々と連続使用できました。
従って、一度充電しておけば、電磁波ノイズのない、低内部抵抗、リップルゼロの優秀電源搭載アンプができることになります。
現在のところ、８００Ｆ／２．５Ｖの電気２重層の価格は＠￥３，０００以上するので、安価なアンプとはなりませんが、インバーター付きのバッテリー電源を用意するより、安価で理想電源搭載アンプになる可能性があります。

２０１９年１２月１０日掲載