BlueWind DC-Arrow 動作検証

先日のとおり直流電子負荷を製作したのでDC電源の検証を行いました。

出力電流を0mA～600mAまで振って電圧と、電流増加による電圧降下分から出力抵抗を割り出しました。max600mAに制限したのはトランスの25VAという仕様からです。回路自体はもっと流せます。

電流モニター（直読用出力）を増設したので検証しやすくなりました。

当初の設計値で計測。

実線の橙が整流直後の電圧で青が出力電圧です。

黄色い点線は100mA増加分で出力電圧が降下した分から出力抵抗を計算しました。おおよそ800mΩほどあるようです。

元のDC-Arrowは5V電源仕様ですが、200mΩを実現していたのでちょっと高いですよね。電圧が2倍強なので出力抵抗も2倍強くらいに抑えたかったのです。

400mAを超えると電圧降下がぐっと大きくなるのはドロップ電圧不足（リップル電圧も大きくなってくる）によるものです。 これはトランスの2次側電圧に依存します。

このトランスはレギュレーションがあまり良くありません。100mA引いただけで0.7Vくらい電圧降下しているのがわかりました。

という訳で、ちょっと抵抗値を変更してドライバ段のトランジスタの動作ポイントを変えました。

こちらがその結果。　出力抵抗は約400mΩ程度まで下がりました。

まあまあですね。エミッタフォロアの出力インピーダンスはこちらの式で計算できますので、興味のある人は見てみてください。

ざっくり書くと、

・hfeの高いトランジスタを使う
・入力インピーダンスを下げておく
・gmを高くする（＝コレクタ電流を沢山流す）

これだけです。

5V電源よりも12V電源の方が出力インピーダンスが高めになってしまう原因としては、電圧が高いとコレクタ電流Icをたくさん流そうとしても発熱が多くなるため流せるIcに限界がある。　高い電圧のツェナーダイオードのインピーダンスが高い。という所があります。

サーモビューアーで実測してみました。ドライバ段のエミッタに接続した抵抗が50℃を超えていますので、これ以上は沢山流さない方がよさそう。

ということで、抵抗値を少し弄りましたがばっちし機能するようになりましたので、この形のでまま1st Lotの頒布を開始したいと思います。

説明のページを用意するまで少々お待ちください。

準備が出来ました。

頒布基板一覧からどうぞ。

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センタータップ（TC付き）トランスの場合の整流ダイオード配線

＋とーの電解コンデンサ間は太い配線で接続する。 赤い線はリップル電流が多いライン。 緑の線はリップル電流が小さい配線。

メーカーでは以下のような銅のGNDプレートを＋とーの電解コンデンサ間に入れたりします。

3mm厚の銅板。中央のスリットが重要。