nobuの雑記帳「+バイアスを少し」

近頃なぜか真空管や電子工作に興味を持ちだし、日常生活に少しの刺激と楽しみをプラスしようと、凝り固まった頭の体操も兼ねてこの雑記帳を綴ることにしました。
071234567891011121314151617181920212223242526272829303109

スポンサーサイト

上記の広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。
新しい記事を書く事で広告が消せます。
【 --/--/-- 】 スポンサー広告 | TB(-) | Comment(-)

高電圧用電子負荷装置 (2012年8月製作)

 真空管回路の電源部をチェックする際に、負荷として固定抵抗を使うことは手間が掛かる上に非常に危険です。そこで電子負荷装置の出番ですが、ネット上には低電圧用電子負荷装置の製作事例は数多くあるものの高電圧用はあまり見かけません。
 さほど需要がないのか皆さん市販品をお持ちなのか? 私は買えないので製作することにしました。
高電圧用電子負荷_外観

(1) 機能
 非常にシンプルな機能としました。(難しいことはできませんので)
 市販の電子負荷装置は定電流、定電圧、定抵抗、定電力、変動負荷等の多彩なモードを持っていますが、私の使用範囲では定電流モードのみで十分としました。

 負荷モード: 定電流モード
 負荷電圧: 最大DC450V(計測上限はDC500V)
 負荷電流: 最大250mA
 過負荷警報: 電圧・電流の最大値、ヒートシンク温度65゚Cを超えた場合

(2) 回路構成
 基本回路は一般の低電圧用電子負荷と同じで、定電流動作の負荷トランジスタで電力を消費させるものです。本回路の負荷は高耐圧MOSFETを2個パラで用い、ソース抵抗で検出した負荷電流をOPアンプに戻してTL431の基準電圧と比較し、MOSFETのゲートを制御して定電流を流すものです。
 OPアンプ出力を直接MOSFETゲート(容量性?)に接続するのがちょっと気になったため、エミッタフォロワを入れましたがこれは必要ないですね。

 この回路以外の部分はオマケ回路です。
 本器の電源DC12VがOFFの時に、外部負荷電圧が印加されないように負荷電圧ラインにリレー回路を入れ、MOSFETの破損危険性を回避しました。このリレーは高電圧用リレーとすべきですが、秋葉でも入手不可能なため、定格250V接点を2個シリーズにすると共にCRによるノイズキラーを付けましたが、ちょっと危ない設計ですね。
 設定負荷電流、印加電圧、実負荷電流及び消費電力を、PICを用いてLCD表示器に表示させました。使用中の負荷の状況が把握できて使い勝手が良いと思います。
 負荷となるMOSFETは2個で100W程度の発熱が生じることもあり、背面に取り付けたP4用ファン付きヒートシンクで放熱します。PICによるファンコントローラで回転数制御すると共に、ヒートシンク温度が65゚Cを超えると警報を出すようにしました。
高電圧用電子負荷装置_回路図

(3) 構造・外観
 ケースの中身は殆ど空っぽで、片手で軽々と持てます。
 電子負荷の要であるMOSFETを取り付けたヒートシンクがケース背面に出っ張っており、ちょっとバランスが悪いですね。

(4) 製作
 製作で難しい所はほとんど無いと思います。注意すべき点はMOSFETをヒートシンクに確実に密着させることと、ゲートのラインは短く抵抗はMOSFETの足に直に取り付けます。
 使用するMOSFETは耐電圧と耐電力さえあれば低ON抵抗である必要はないため、ジャンクで出回っている100円程度のものでOKです。

 完成したら30V程度の試験電源を接続し、電流設定ボリュームを回して設定負荷電流と実負荷電流がスムーズに且つほぼ同じ値で変化することを確認します。
 次に、200mA程度の電流を流して、2個のMOSFETのソース抵抗両端電圧を計測し、各々の電流に大きなアンバランスが無いことを確認して下さい。
高電圧用電子負荷_内部  高電圧用電子負荷_MOSFET付近

(5) 使用方法
 高電圧を扱うため安全には充分に注意して下さい。
 本器が電源OFFの状態で、試験電源を極性を間違えないように接続します。本器の電源をONにするとLCD表示が出るので、設定負荷電流を必要な値に調整します。
 試験電源をONにして電圧を印加するとLCDに電圧値が表示されます。この状態では電圧ラインはリレーでOFFとなっており負荷電流は流れません。

 LOAD ONスイッチを押すと負荷電流が流れ、LCDの実負荷電流がほぼ設定負荷電流と同じ値を示すはずです。
 なお、LOAD ONスイッチはオルタネイト型を使用したため、負荷電圧印加前にこれがOFFであることを確認して下さい。(MOSFETが壊れることはないと思いますが、そのうち電子スイッチに変更しようと思います)
 なお、電圧・電流・温度により過負荷警報としてLEDが点滅しますが、回路保護は行っていません。停止するも頑張らせるもユーザ任せとしました。

(6) 所感
 個々のパーツは小物ばかりで、トータルとしても安価にできると思います。大電流を扱わない分、低電圧用電子負荷よりも簡単かもしれません。
 使用する頻度は少ないと思いますが、1台あると何かと安心です。(本人は使ったことありませんが)
 同じ回路(一部定数変更)で低電圧用電子負荷もいけるので、そのうち製作予定ですが適当なCPU用ファン付きヒートシンクが見つかりません。
関連記事
コメントの投稿












管理者にだけ表示を許可する
トラックバック
この記事のトラックバックURL



上記広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。新しい記事を書くことで広告を消せます。