| バッテリー・エリミネーター by Grandpa Teddy | Electronic and Radio Workshop |
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20世紀はじめのラジオ創成期、真空管が開発され、瞬く間に普及を遂げ、真空管式ラジオが生まれました。真空管はフィラメントを点灯して、陽極(プレート)に高い電圧を印加しないと動作しません。当初のラジオは、真空管の性能と整流技術から、交流電源ではハム雑音で実用にならず、蓄電池で働かせていました。 当時のラジオには、1.5V、3V、4.5V、6V、9V、22.5V、45V、67.5V(45V2+22.5V))、90V(45Vx2)、135V(45Vx3)などのバッテリーを必要としますが、低電圧のモノを除いて、現在ではほとんど目にすることはありません。 そこで、バッテリーエリミネーター Battery Eliminator が必要になります。バッテリー式ラジオは、主にフィラメント点灯用A電源、プレート用B電源、グリッド・バイアス用C電源に大別されます。ラジオによってはB電源、C電源が複数電圧で供給することも必要になります。 どうせ作るなら、当時出回っていた色々なメーカーや形式のラジオを駆動できるようにしたいものです。 |
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![]() | Battery Eliminator 設計条件 | ![]() |
今回、バッテリー・エリミネーターを設計する上で、以下の点に留意します。
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![]() | Battery Eliminator 回路設計図 | ![]() |
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ここで電源は、90V、100V、117Vとしましたが、今更「商用電源のドロップアウトなど必要ない」と思えば90Vはいりません。また日本国内だけであれば117Vも不要です。むしろ時代感を出すために、電源スイッチをロータリーにする結果、複数の電源電圧を選択するようにしただけです。 A電源が複数になることはほとんどなく、また供給電圧もラジオ機器によってまちまちなため、可変型三端子レギュレータで1.2V〜6Vを出力させます。A電源は電圧計を見ながらVR1で調整することで、真空管の保護を図ります。 B電源は、22Vのツェナーダイオードで22V〜132Vを得ます。小電力ツェナー+トランジスタで電流ブーストしても良いですが、大電力(5W)ツェナーを直列にして、シンプルに各電圧近傍を得ています。 ほとんどの欧米のバッテリーエリミネーター回路で、同様の構成になっているので、迷わず同じ回路を採用します。 当初は、ボリュームで調整する方法や、ロータリースイッチなどで切替える方法も考えましたが、複数出力への対応を考慮すると複数の回路を要することからツェナー回路に落ち着きました。 C電源は、B電源同様ツェナーダイオードで構成とし、4.3V中電力(0.5W)ツェナー直列で4.3V〜21.5Vを得ています。 配線の手間を省くために、マウント可能な部分的の基板化を図ることにしました。 B、C電源は、複数電圧の供給を考えて、チップジャックを使ってパネル面で差し替える方式にしました。 B−およびC+と、A電源の+側または−側を直結してラジオ機器に接続する場合が多いですが、このコモン接続はラジオ機器によってまちまちなため、チップジャックでコモン接続を行ないます。 A電源の調整を間違えると、高価な真空管を一発で破損してしまうので、スタンバイ・スイッチを設けて、各電源を個別にONするようにします。A→C→Bの順でONにすると、セット側に負担が少ないと思います。 実際のラジオの取扱説明書などでも、Aバッテリーを接続してから、B、Cバッテリーをつなぐように指示して場合もあります。 |
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![]() | Battery Eliminator 部品一覧 | ![]() |
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デザインにこだわらず、機能面を有する、より安価な一般的な部品を選択するのも方法だが、今回はバッテリーラジオの時代に近づけるため、部品の選定で、前面パネルに出る部品には特に気を使いました。 A電圧をチェックする電圧計は、是非ともアンティークなメーターを使いたいところですが、普通のパネル・メーターでも6Vフルスケールで探すのは至難の業です。 再現性の点から、中国製のアンティーク風のDC100mA電流計(管球アンプの出力管プレート電流用として売られている)に直列抵抗を使って電圧計の代替にします。スケールはCADで作図して自作します。 折角、自作するのでLEDを仕込んで自照式にすることにしました。 ⇒⇒パネルメータ加工の詳細(工事中) 電源スイッチとA電圧調整VRのノブは中国製の矢形ツマミを探し出しました。間尺に合わないのか、国産ではほとんど見受けなくなったパーツが、中国で再生しているのが何とも面白い。 パイロット・ランプは、時代風デザインの多治見製ランプ・ホルダーが入手できたので使うことにしました。光源は口金BA9SのLEDランプを選びました。 スタンバイ用のトグル・スイッチは、デザインの統一感を図る目的で、NKKの前面が大きなラージ・ブッシング・タイプが大変マッチします。 機器内をスッキリ仕上げるため電源トランスは特注しました。多少スペースは大きくなりますが、スペースがあるので市販のトランスを組み合わせても良いでしょう。但し2次側はすべて独立していなければ、電源間のアイソレーションができないので要注意。 ⇒⇒電源トランスの仕様 基板の入出力端子は、普通のプラスチック・コネクタや直配線でも良いですが、最大6A以上の電流と最大AC160V以上の電圧を取扱うので、入手しやすい適当なコネクタが見つけづらい。WAGOの端子ブロックは、16A(EN規格値)、250V(EN規格値)である点と、比較的太い線でも取扱いやすい点が良い。 前面パネルの出力端子は、複数出力とコモン接続に対応するためにチップジャック(ジョンソン・ターミナル、陸軍ターミナルなど)を並べて使用することにします。 5A可変型三端子レギュレータLM388を使用します。TO-3型(LM388K)が一般的ですが、ローコストタイプのTO-220(LM388T)を選びました。TO-3は、高価(1〜2千円)なだけでなく、ヒートシンクの取り付け穴加工も面倒で、更に基板マウントには向かないため、TO-220がお勧めです。可変三端子レギュレータは、最小電圧付近で大電流でドロップアウトするので、シッカリしたヒートシンクが必要です。 B電源のツェナーダイオードは、電池電圧22.5Vに近いVz=22V、直接ドロップさせるのでPd=5Wの1N5358BRLGを選択しました。C電源のツェナーダイオードはほとんど電流が流れないため何でも良いと思いますが、ここではPd=0.5WのBZX79-C4V3を選択しました。 プリント基板は、世界的に受け入れ先が多く、無料ダウンロードできるEAGLEを使用してアートワークを行いました。プリント基板の小ロット製造会社にEAGLEのデータを送れば、簡単に見積もっていただけます。イスラエルの基板製造会社が安いと評判もありますが、英語が得意でないため国内のメーカーに注文することにしました。 ⇒⇒プリント基板の詳細(工事中) グランパーズ・シャックで在庫しているパーツーは「掲載ページ」でリンクして有りますので、写真、価格、データシートなど参考にして下さい。但し、仕入れが一般流通でないため、在庫のみの販売となるので在庫の確認が必要で、価格が流通価格とは著しく低い場合が多いので、部品商社、秋葉原販売店などでご購入の際は価格と納期に注意が必要です。 |
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| 記号 | 形式番号 | メーカー名 | 数量 | 仕様 | 備考 |
| IC1 | LM338T | NS | 1 | 可変型3端子レギュレータ Vo=1.2-37V Io=5A(TO-220) | 掲載ページ |
| DB1 | GBU8D-E3/45 | Vishay | 1 | ダイオード・ブリッジ 8A 200V | 掲載ページ |
| DB2-3 | W08G-E4 | Fairchild | 2 | ダイオード・ブリッジ 1A 600V | 掲載ページ |
| ZD1-5 | BZX79-C4V3 | Philips | 5 | ツェナー・ダイオード 4.3V 0.5W | 掲載ページ |
| ZD6-11 | 1N5358BRLG | ON-Semi | 6 | ツェナー・ダイオード 22V 5W | 掲載ページ |
| C1 | LGU1C223MELA | ニチコン | 1 | 立型ケミコン 22,000uF 16V | 掲載ページ |
| C2 | EKMG160ELL101ME11D | 日本ケミコン | 1 | 立型ケミコン 100uF 16V | データシート |
| C3 | RPEF51H104Z2K1A03B | 村田製作所 | 1 | 積層セラミック 0.1uF 50V | 汎用品 |
| C4 | FK24Y5V1H105Z | TDK | 1 | 積層セラミック 1uF 50V | 汎用品 |
| C5-6 | EKMG500ELL331MJ16S | 日本ケミコン | 2 | 立型ケミコン 330uF 50V | データシート |
| C7-8 | LLS2E221MELZ | ニチコン | 2 | 立型ケミコン 220uF 250V | データシート |
| VR1 | 64W-100 | Vishay | 1 | 多回転サーメットトリマ 10Ω 1/2W | データシート |
| R1 | MF1/4CCT52A2000F | コーア | 1 | 金属皮膜抵抗 200Ω 1/4W | 掲載ページ |
| R2-3 | RD50S 0Ω | タクマン電子 | 1 | カーボン抵抗 0KΩ 1/2W | 掲載ページ |
| R4 | RD50S 50Ω | タクマン電子 | 1 | カーボン抵抗 50Ω 1/2W | 掲載ページ |
| R5-6 | MOS1CT52A5100F | コーア | 2 | 酸化金属皮膜抵抗 510Ω 1W | 掲載ページ |
| R7 | RD25S 51KΩ | タクマン電子 | 1 | カーボン抵抗 51KΩ 1/4W | 汎用品 |
| R8-9 | ROX3SJ820R | Tyco | 2 | 酸化金属皮膜抵抗 820Ω 3W | 掲載ページ |
| R10 | RD25S 100KΩ | タクマン電子 | 1 | カーボン抵抗 100KΩ 1/4W | 汎用品 |
| X1-4 | 237-136 | WAGO | 4 | プリント基板用端子ブロック 6極 Pich=5.08mm 16A/250V | 掲載ページ |
| PCB | GBE-132 | 特注 | 1 | ガラスエポキシ片面基板 80mm X 100mm X 1.6mmt | |
| VR2 | RV24YN20SB102 | 東京コスモス | 1 | 炭素皮膜ボリューム 0.25W 1KΩB | 掲載ページ |
| SW1 | HS-13Z | 日本開閉器 | 1 | ロータリスイッチ 1回路 4接点 6A/125VAC | 掲載ページ |
| SW2-4 | M-2021L/B | 日本開閉器 | 3 | トグルスイッチ ラージブッシング 2極双投 6A/125VAC | 掲載ページ |
| PL1-3 | LH75LC14WN | 多治見無線 | 3 | パイロットランプ・ホルダー レンズ=白 ベゼル=ブロンズ 口金=BA9S | 掲載ページ |
| LSPD-6WD | 和泉電気 | 3 | LEDランプ 発色:白 BA9S | ||
| M1 | SO-45 100mA | 中国製 | 1 | 直流電流計100mA 60Ω抵抗で直流電圧計 0-6V パネル製作 | 掲載ページ |
| MRS25000C6049FCT00 | Vishay | 1 | 金属皮膜抵抗 60.4Ω 1% 0.6W ±50ppm/℃ | 掲載ページ | |
| TLY123 | 東芝 | 1 | LED(3φ、黄色、リードタイプ) | 掲載ページ | |
| MF1/4CCT52A6800F | コーア | 2 | 金属皮膜固定抵抗 680Ω 1/4W | 掲載ページ | |
| HRT203G | 廣杉計器 | 2 | M3用ラグ端子 金メッキ処理 | 掲載ページ | |
| JT1 | T-3025-W | サトーパーツ | 1 | チップジャック(白)接地線 | データシート |
| JT2 | T-3025-BL | サトーパーツ | 1 | チップジャック(青)A電源-陰極 | データシート |
| JT3,7 | T-3025-Y | サトーパーツ | 2 | チップジャック(黄)A、C電源-陽極 | データシート |
| JT4-6 | T-3025-G | サトーパーツ | 3 | チップジャック(緑)C電源-陰極 | データシート |
| JT8 | T-3025-B | サトーパーツ | 1 | チップジャック(黒)B電源-陰極 | データシート |
| JT9-13 | T-3025-R | サトーパーツ | 5 | チップジャック(赤)B電源-陽極 | メーカーHP |
| INLET | AC-P01CF01 | エコー電子 | 1 | ACインレット IEC-3P 250V/10A | データシート |
| FUSE | F-4000-A | サトーパーツ | 1 | ヒューズホルダー 250V/10A 適合管 6.4×30mm | 掲載ページ |
| FGBO 125V 1.5A | 多摩電用 | 1 | 管ヒューズ 1.5A/125V 6.35×30mm | 掲載ページ | |
| PT1 | GPT-1602810 | 特注 | 1 | トランス P:90-100-117V S:160V/120mA 28V/40mA 10V/6A 70VA | |
| その他 | UC26-10-18 | タカチ電機工業 | 1 | 筐体 金属ケース 外径寸法:260mmW X 100mH X 180mmD | UCシリーズ |
| UCK-P57 | タカチ電機工業 | 1 | シャーシ固定金具 UC26-10-18用 | UCシリーズ | |
| UCC26-18 | タカチ電機工業 | 1 | シャーシ 適応ケース UC26-5-18、UC26-10-18 | UCシリーズ | |
| K7-1 | 中国製 | 2 | 矢型ツマミ 適合シャフト=6.35mmmm | 掲載ページ | |
| 30BS074-L50-K | リョーサン | 1 | ヒートシンク 3.4K/W | メーカーHP | |
| VCTF-YP3N-YC13 | 行田電線 | 1 | AC電源ケーブル グレー 7A 2m | データシート |
![]() | Battery Eliminator 筐体設計図 | ![]() |
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本来は、バッテリー式ラジオのデザインに合わせたデザイン(木製?)にしたいところですが、再現性、安全性を考えると現行商品のケースに、見える部分に時代風のパーツを使用することで落ち着きました。 筐体は、比較的堅牢でコストパフォーマンスに優れたタカチ工業のUCシリーズを選びました。サイズ検討には、トランスの高さもありますが、表面パネルに付く部品点数が多いため、部品配置の寸法でUC26-10-18としました。 UC26-10-18は、アルミ材のケース(200mmW x 100mmH x 180mmD x 3mmt)、前パネル(1.7mmt)、後パネル(1.5mmt)と鉄+クロメートメッキのサイド金具(上下のケース・カバーをつなぐ)で構成されています。また本ケースの利点は、放熱用スリットがある点です。 |
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ケース・カバーに取付けビスなどの露出を避けるために、鉄+クロメートメッキのシャーシと同素材のシャーシ固定金具が別売であります。シャーシの使用でスッキリした仕上げが望めるので、お勧めです。 UCシリーズは、前面、背面パネルとも3段階のセットバックが可能です。前面パネルは、チップジャックの挟み込みの位置が、セットバックより小さいと電線の挟み込みが困難になるので1段目に設定します。背面パネルは、AC電源ケーブルのプラグが長いため、できるだけセットバックしたい。更にフューズホルダーのキャップ保護、ヒートシンク先端の保護のために、3段目にセットします。 ヒートシンクは、背面パネルを大きく開口して外気に触れる構造にしたが、露出せずに内蔵でもヒートシンクの効果は充分かもしれません。 前面パネルの表示は、インスタントレタリング、CADデータを作成してフィルムに印刷して貼り付ける方法、彫刻、シルク印刷などが考えられますが、ここではCADでシルク版を作ってシルク印刷を発注することにしました。 ⇒⇒ケース、シャーシの加工図面(工事中) |
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![]() | ラジオ電源結線一覧 | ![]() |
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実際のバッテリー式真空管ラジオに接続する場合の結線を以下にまとめてみました。各ラジオメーカーの取扱説明書、ボディーの表記などを参考にしていますが、写し間違えなどご容赦下さい。 また同じラジオセットでも、使用する真空管によって供給電圧は変わります。バッテリー式真空管ラジオは古いモノなので、差されている真空管がオリジナルであるとは限りません。実装されている真空管の型番を良く確認してセットすることが重要です。 ここで表記している使用真空管について、当時のマニュアルで確認できたものはマニュアル記載の通りとしましたが、その他については国内外のWebサイトなどで調べて、複数のデータを検証して表を作りました。 A電源は特に注意が必要だが、実際にはラジオセット内のレオスタットで調整される場合が多いので、フィラメントの定格に比べて供給電圧は高めに指定されています。A電源投入の前にレオスタットの位置に気をつけることは申し上げるまでもありません。 B電源は真空管の最大プレート電圧以下を遵守すればさほど過敏になる必要はありません。ただし絶対定格を超える電圧を印加すると悲劇が待っています。 C電源は多少の電位差は問題ないが、極性を間違えるとプレートに大きな電流が流れて、真空管だけでなく、結合トランス、マグネチック・スピーカーなどをオシャカにしかねないので、C電源と言えども要注意です。 表中のリンクは、メーカー発表の資料に基づいて、バッテリー構成と接続をブロック図にしてあります。 |
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| メーカー名 | 形式名 | 使用真空管 | A | B1 | B2 | B3 | C1 | C2 | コモン結線 |
| Atwater Kent | Model 5 #4333 | UV-201A 5pcs | 6.0V | 60V | 45V | (A-)=(B-) | |||
| Model 9 #4052 & #4066 | UV-201A 4pcs | 6.0V | 90V | 20V | (A-)=(B-) | ||||
| Model 9A #4445A | UV-201A 4pcs | 6.0V | 90V | 45V | (A-)=(B-) | ||||
| Model 10 #4340 | UV-201A 5pcs | 6.0V | 90V | 20V | (A-)=(B-) | ||||
| Model 10A #4550 & #4560 | UV-201A 5pcs | 6.0V | 90V | 45V | (A-)=(B-) | ||||
| Model 20 #4640 & 4920 | CX-301A 4pcs + CX-112A,CX-300A,CX-301A | 6.0V | 90V | 22V | (A+)=(B-) | ||||
| Model 20C #7570 | 201A 4pcs + 200A | 6.0V | 90V | 67V | 22V | 4.5V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | ||
| Model 21 | UV-199 5pcs | 4.5V | 90V | 22V | 4.5V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | |||
| Model 30 | CX-301A 4pcs + CX-112A,CX-300A,CX-301A + CX-112A,CX-371 | 6.0V | 90V | 66V | 22V | 4.5V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | ||
| Model 33 | CX-301A 4pcs + CX-112A,CX-300A,CX-301A + CX-112A,CX-371 | 6.0V | 90V | 66V | 22V | 4.5V | (B-)=(A-)=(C+) | ||
| Model 35 | CX-301A 4pcs + CX-112A,CX-300A,CX-301A + CX-112A,CX-371 | 6.0V | 90V | 66V | 22V | 4.5V | (B-)=(A-)=(C+) | ||
| Model 49 | CX-301A 4pcs + CX-112A,CX-300A,CX-301A + CX-112A,CX-371 | 6.0V | 90V | 66V | 22V | 4.5V | (B-)=(A-)=(C+) | ||
| Crosley | ACE Model 3B | 01A,99,12 3pcs | 6.0V | 45V | 22V | ||||
| Trirdyn | 201A,301A, 3pcs | 6.0V | 90V | 22V | 4.5V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | |||
| UV-199,C-299 3pcs | 4.5V | 90V | 22V | 4.5V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | ||||
| WD-12,C-12 3pcs | 4.5V | 90V | 22V | 4.5V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | ||||
| Model 50 | UV-200 | 6.0V | 22V | (A+)=(B-) | |||||
| Model 51 | 201A,301A 2pcs | 6.0V | 90V | 22V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | ||||
| WD-12,C12 2pcs | 6.0V | 45V | 22V | 4.5V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | ||||
| UV-199,C-299 2pcs | 4.5V | 45V | 22V | 4.5V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | ||||
| Model 52 | UV-200 + UV-201 2pcs | 6.0V | 45V | 22V | 4.5V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | |||
| WD-12,C12 2pcs | 6.0V | 45V | 22V | 4.5V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | ||||
| UV-199,C-299 2pcs | 4.5V | 45V | 22V | 4.5V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | ||||
| Freed-Eisemann | Model NR-5 | 01A、201A 5pcs | 6.0V | 90V | 45V | (A+)=(B-) | |||
| Model NR-6 | 01A、201A 5pcs | 6.0V | 90V | 45V | 4.5V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | |||
| Model NR-7 | 201A,301A 5pcs + 12A,71A | 6.0V | 135V | 90V | 22V | 9.0V | 4.5V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | |
| Model NR-12 | 01A,201A 4pcs | 6.0V | 90V | 45V | (A+)=(B-) | ||||
| A. H. Grebe | MU-1 | CX-301A 5pcs | 6.0V | 90V | 22V | 4.5V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | ||
| CX-301A 4pcs + CX-112A | 6.0V | 135V | 22V | 9V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | ||||
| Northern Electric | Model R-24 | 215A | 3.0V | 90V | 22V | 4.5V | (A-)=(B-)=(C+) | ||
| Philco | Model 41-90 | 1AG7+1N5G+1H5G+1A5G | 1.5V | 90V | |||||
| R.C.A. Victor | Model AR-812 | UV-199 6pcs | 4.5V | 90V | 45V | 4.5V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | ||
| Radiola U | UV-199 2pcs | 4.5V | 45V | (A+)=(B-) | |||||
| Radiola V | WD-11,864 2pcs | 4.5V | 45V | 22V | 4.5V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | |||
| Radiola VA | WD-11,864 4pcs | 4.5V | 80V | 20V | 4.5V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | |||
| Radiola W | UV-199 3pcs | 4.5V | 90V | 45V | 4.5V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | |||
| Radiola X | UV-199 2pcs + UV-139 | 4.5V | 80V | 40V | 6.0V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | |||
| UV-201 3pcs | 6.0V | 80V | 40V | 6.0V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | ||||
| Radiola Y | UV-201,201A 6pcs | 6.0V | 80V | 40V | 6.0V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | |||
| Radiola 16 | 01A 5pcs + 12A | 6.0V | 135V | 67V | 45V | 9.0V | (A-)=(B-)=(C+) | ||
| Radiola 17 | UX-226 4pcs + UY-227 2pcs + UX-171A | 6.0V | 135V | 67V | 45V | 9.0V | (A-)=(B-)=(C+) | ||
| Radiola 21 | UX-222 2pcs + UX-112A 2pcs + UX-112A,UX-171A | 6.0V | 135V | 67V | 9.0V | (A-)=(B-)=(C+) | |||
| Radiola 24 | UV-199 6pcs | 4.5V | 90V | 22V | 4.5V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | |||
| Radiola 25 | UV-199 6pcs | 4.5V | 135V | 90V | 45V | 22.5V | 4.5V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | |
| Radiola 26 | UV-199 6pcs | 4.5V | 90V | 45V | 4.5V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | |||
| Westinghouse | Aeriola Senior | WD-11 | 3.0V | 22V | |||||
| 安中電機製作所 | AR-36 | UX-201A,NVV-6A | 4.5V | 90V | |||||
| AR-46 | UX-201A,NVV-6A 2pcs | 4.5V | 90V | ||||||
| 東京電氣 | CYMOFONE A-2 | UV-199 2pcs | 4.5V | 45V | 22V | (A+)=(B-) | |||
| 愛知時計 | AI-PHONEV | UX-201A + 226 | 6.0V | 45V | (A+)=(B-) | ||||
| 芝浦製作所 | JUNOLA 6D | UV-199 6pcs | 4.5V | 90V | 45V | 4.5V | (A+)=(B-)、(A-)=(C+) | ||
| KIKUYAMA | M.K.SET | UX-201A,NVV-6A | 4.5V | 45V | (A+)=(B-) | ||||
| KANEMAN ELECTRIC | Halodyne | UX-201A 3pcs + UX-112A 2pcs | 6.0V | 90V | 45V | 22V | 4.5V |
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