電子負荷装置の製作(修正、改善)

【回路】　　　　　　　　　　　　　2021/06/27　回路の大幅修正を実施しました。
　　　注）　回路図内の右下のLED2とLED3の駆動回路は、逆接続検知を目的としたが、
　　　　　　本当に逆接続すると、電子負荷本体側の回路が壊れる。

回路図（pdf）

＜修正１＞　　R20の追加
基準電圧の最大値を5Vとしたので、最大負荷電流3Aへ抑える為、ボリュームによるマニュアル制御時の
最大電圧が3Vになるよう、抵抗を追加した。
（下図では6.8kΩとなっているが、評価に基づき5.6kΩとした。)
PC側の制御は、3Aを超える電流が流れないよう、ソフトウェアで設定してあるので、そのままとした。

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＜修正２＞　VR1とVR2の入れ替え
　Coarse用のVR1(10kΩ)と　Fine用のVR2(1kΩ）を入れ替えた。
　修正前の回路では、Fineから調整を開始しないと負荷電流の調整が行えなかった。

＜修正3＞　Q1-1~Q1-3を　FETからトランジスタへ変更。　　　2021/06/27　追加
FET(2SK2232)からトランジスタ(2SD1326)へ変更した。
当初使用していたFET(2SK2232)では、3A制御時にゲート電圧がFET動作電圧下限となり、
実際3Aまで流せない。
トランジスタ：シャント電圧3V+ベース電圧(0.7V)　<　オペアンプ供給電圧　5V　
ＦＥＴ: 　　　シャント電圧3V+ゲート電圧下限2V　≒　オペアンプ供給電圧　5V

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<修正4>　保護回路追加　　　　　　　　　　　　2021/06/27　追加
シャント電圧測定用出力部(AD-CH0)に、保護回路としてツエナーダイオード（4.7V）を追加した。
高負荷時（20V-3A等)に、トランジスタ（2SD1326）が過熱によりショートモード破壊した場合、
シャント電圧を測定しているマイコン/オペアンプには絶対最大定格を大きく超える電圧が印加され、
それらの部品が即破損する。

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＜変更＞　メインスイッチ変更　　　　　　　　　2021/06/27　追加
2ポジ-2回路のスイッチに変更し、負荷電源(～20V）と内部回路駆動用電源(～9V)の両方を
入り切りできるようにした。

<制限事項１>　　　　　　　　　　　　　　　　　　2021/06/27　追加
寸法は大きな放熱器を使用しているが、20V-3Aの負荷を発生させ続けると廃熱が追い付かずに、
真ん中に配置されているトランジスタが破損する。
（両脇のトランジスタの廃熱も受けている為と思われる。）
高負荷での測定は、短時間に留める。

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<制限事項2>　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2021/06/27　追加
5V印加で2.85A~3A負荷とした場合に発振するので、この組み合わせでは使用しない。
コンデンサ追加/定数調整では、改善できなかった。
※この評価と調整を実施中に、トランジスタ/旧FETの加熱が長引き、予備実験含め複数個破損させた。
　トランジスタがショート破壊した際、接続していたマイコンも破壊させたので、<修正4>を実施した。

<改善>
・オーディオアンプ(150W品)のジャンク品（1000円)に、使用されていたヒートシンクを流用。
・前面パネルを付けた。

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