超小型の電子工作用ベンチDC可変安定化電源を作りました!(Part3 最終回) | トドお父さん通信

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みなさん、こんにちは! トドお父さんです。
GWもいよいよ最終日になってしまいましたね。

我が家では二男のナオが本日誕生日なので、お祝いをする予定です。

さて、ベンチDC可変電源のDIY3回目、最終回です。

前回 金属加工まで終わりましたので、今回は配線と動作確認・最終調整です。

【閑話休題】
加工が済んだタカチのMB-2ケースに部品を取り付けます。

デジタルメータが地獄止め (押し込んでパッチン止め)のため、
ケース穴を追加工してパッチン部の穴を広げます。

 
この穴が広がりすぎて、ガパガパになってしまいました、マージン少なっ(汗

 
仕方ないので、段ボールで押え板を作ります(爆

 
  こんな感じで両面テープで押えて、なんとかカバーしました(汗
続いてポテンショメータやスイッチ、LED類も取り付けます。

  

更には、基板類を取り付けて電源ON、やたっつ動作しますた!
(気が早すぎ)

回路図は、Instructableの記事から頂きました。(TNXS ! )

あとは、CC?CVの切り替えを表示するLED、出力をON/OFFするスイッチの表示LED
の検出回路だけですね。
 

CV/CC (定電圧/定電流)のLED切り替えに関しては、LM2596Sに電流オーバーになった
際に点灯するLEDがありますので、この端子から電圧を検出します。

テスターで測定すると、LED点灯(CC定電流)時に3.3V、OFF時にはほぼ0Vになりますので
この電圧を検出します。

一方、出力ON/OFFの検出に関しては、スイッチのマイナス端子側から検出します。
ここは、負荷がつながっているときには、ON時に最小電圧は出力が1.25Vのときに1.2Vになります。

一方、スイッチがOFFの時には、なにもつながってないので、当然 0Vになります。
 

この2つのレベルでON/OFFをトグルするためには、スレッショールド(閾値)電圧が1.0V 以下
である必要があります。
 

オリジナルの回路では、PNPの回路でしたが、NPNに回路を変換してみました。
 


 

0~5Vの三角波を入れて、スレッショールド電圧をシミュレーションしてみます。

オリジナルのPNPの場合は、5V電源では、Vcc-Vbe =5-0.7 ≒ 4.3Vになります。

これをNPNに書き換えた回路では、閾値はVbe ≒ 0.7V になります。
 

これで、どちらのアプリケーションに関してもLEDが切り替わります。

2色LEDを用いる場合は、PNP回路ではカソードコモンになりますが、NPN回路では
アノードコモンのLEDを使わないといけませんので注意してくださいね。
 

 CV(低電圧)の時、上LEDが点灯します

ダミーロードの10Ω抵抗をつなぎました。
 

5Vで、約0.5Aの電流が流れており、OKです。

  電流制限((CC)が働いた状態。下LED点灯

そうこうしているうちに、中華製のポテンショメータが一個壊れてしまいました。
仕方ないので、手持ちの10KΩのヴォリュームに入れ替えます。
 

電圧調整に使ったのですが、クリティカルすぎてNG
(多回転のポテンショメータを使った意味がわかりました)
 

仕方なく、電流制限のほうに入れ替えたのですが、こっちだとなんとかOK。
再度 ebayで代品のポテンショメータ注文しました。(2個で¥350、安いー)


 出力をONしました。緑LEDが点灯

出力ON/OFF検出LED点灯回路もちゃんと動いてますね。

 出力をOFFしました。赤LED点灯に切り替え

これで、とりあえず動きました。
今回のプロジェクト、ミッションコンプリートですね。
 

あとは、ダミーロードを接続してエージングして問題ないか確認しました。
10時間程度動かして問題ないですね。
 

この電源の最大出力電圧はつないだDC電源の出力電圧の-2Vになります。
今回は手元に転がっていた、24V 2AのACアダプタをつないだので、最大22Vになります。
 

最大電流は、ケースに熱伝導シートで放熱したのですが、余裕を考えると2A程度に抑えた
ほうがいいですね。

今回のDIY電源で、今後 電子工作した時の実験用に十分役に立ちますね。
 

とくに、電流制限がありますので、接続試験時には電流制限を掛けていれば回路が壊れる
ことも少なくなると思います。
 

ただし、スイッチングDC-DCモジュールを使ったので電源出力に重畳されるSW雑音は大きいと思われます。

アンプなんかのHiFi用途には向きませんね。


こちらは、再度 3年前から止まっているシリーズ型安定化電源プロジェクトを再起動する予定です。

こりは、古典的なLM317を使ったオーセンティックbな電源になる予定です。
ただし、今回同様に電流制限回路を付ける予定です。
 

これが、工夫のしどころなんですが、難しいですね。設計が
(LTSPICEを使って電流検出ICの応用回路をシミュレーション中です)
 

それでは、おやすみなさい