【導入】
どうもioです。
amazonで直流安定化電源を見かけました。
32V、10A、320Wで8,699円(2026年2月20日時点)
ほんとか？と思いつつポチってしまいました。(よくない癖)
しかし我が家にあるのは高校時代に自作した10V、3A程度の可変式リニア方式の電源か、友達からもらった48V、42Aの固定電源(極端)。
したいことがあるたびに出力に制限を食らって諦める日々に嫌気がさしていましたので、よしとしましょう。
そんなこんなで届いた電源がこちらです。
写真撮るのが下手なのは許してください。
届いたはいいが負荷に何をつなぐか迷いました。
もともとテスラコイルの電源に欲しかったのですが、現在手持ちのMOSFETが不足しているため諦めました。
そこで今回、電子負荷装置とやらを作ってみることにしました。
【原理】
説明は下手なので他サイトを見てください！
と言いたいところですが、それではあまりにも雑なので簡単な説明をします。
※本内容には誤りが含まれている可能性があります。見かけた方はコメントにてご教示くださると幸いです。
理解しておくこととしては
・オペアンプの動作
・シャント抵抗の役割
・MOSFETの動作
この辺りと電気の基礎知識があればよいでしょう。
回路図をもとに説明します。
こちらが即席でKiCadで作成した電子負荷装置です。
今回は基準電圧を変更できるように可変抵抗を使っています。
オペアンプとMOSFETは適当に転がっていたLM380とIRFP260Mを
シャント抵抗R1には1Ω100Ｗメタルクラッド抵抗を使用しました。
あと、回路図には書いていませんが実際にはオペアンプの入出力端子周りにコンデンサと抵抗が少々いますが根本原理には関係ない(はず…)ので省略しています。
適当な基準電圧を入力し評価したい電源装置のプラスをMOSFETのドレイン端子に、マイナスをグランドに接続します。
すると
1：MOSFETおよびシャント抵抗に電流が流れる。
2:シャント抵抗で電圧降下が発生し、その電圧がオペアンプのマイナス端子に入力される。
3:2の電圧が基準電圧より低ければ出力電圧が上がり、2の電圧が基準電圧より高ければ出力電圧が下がる。
4:3で発生した電圧に応じてMOSFETのドレイン-ソース電圧が変動し電流が制御される。
こんな感じでしょうか。
では実際に作ってみましょう。
【回路製作】
作った回路がこちらです。
両面基盤なのでMOSFETは裏にいます。
早速動かしてみましょう。
思った以上に電流が流れませんでした。
これは電源のせいではなく電子負荷のせいでしょう。
さっきの説明だと基準電圧とシャント抵抗の電圧の差が大きいほど出力電圧が上がるはずです。
なのでシャント抵抗をもう一つ並列につないでみました。
すると予想通り、より多くの電流を流せました。
ということは、基準電圧を高くしてもいいはず。
基準電圧を上げるために可変抵抗の最大値を10kΩから100kΩに変更しました。
やった！
これで実験ができるぞ、と思ったのも束の間…
先ほど適当に選んだMOSFETといいましたが、これのせいで悲劇が起きました。
このMOSFET、200V50Aというなかなかの実力者なのですが許容電力が300Wでした。
つまりどういうことでしょう。
こちらの電源、32V10Aも出力できてしまいます。
つまり最大出力電力は320W…
MOSFETの許容電力が20W足りない！！！！！
ちゃんと調べずに行ったせいであっけなくお亡くなりになりました…
ごめんIRFP260M…
そんなわけでモチベーションがだだ下がりしたので本日はここまで(おい)
ここまで読んでくださり、ありがとうございました。
io
(追記)
初投稿がこれでいいのかと思われたかもしれませんが、このブログは工業高校卒で普段は電子回路設計とはかけ離れた仕事をしている社会人が、無知のまま自由気ままに電子回路と戯れる場にしたいと思っています。
というのも、大学レベル以上の教養では理論が大切になってくるかと思いますが、そうではない私のような人は一旦理論を置いて、手を動かすというのが電子回路を楽しむ条件になると思っています。
もちろん、安全対策と最低限の理屈は必要です。
しかし、”とりあえずやってみる”感覚は人生において大切にしたいのです。
意図的に失敗したわけではないですが、このブログのコンセプトにふさわしい一本目になったなと個人的には満足しています。
設計現場にいらっしゃる方々からすると見苦しいものかもしれませんが、どうかお許しください。
また、お会い出来れば嬉しいです。
ご意見お待ちしております。
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