可変安定化電源(DC1.2V~15V / 3.5A)を安価に作ってみる(DROK 降圧コンバーター使用)

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実験用に比較的大容量(最低でもDC12Vで2~3A)の可変安定化電源が欲しいのですが、場所を取る大きなモノは狭い我が家😅には向きません。

そこで我が家にあるもの+αでなんとかならないか、と考えてみました。

閃いたのはコレです♪(手持ちの)ノートPC用のACアダプタ(ジャンク品)+DC/DCコンバータの組み合わせです。
今回目指すDC可変安定化電源システム

今回はこの可変安定化電源システムの紹介になります。


■小型の可変安定化電源の構築

●使用するハード

・DC/DCコンバータ

DC/DCコンバータは手元になかったので新規に購入しました。
製品仕様(Amazon商品ページより抜粋・編集):
  • 入力電圧:6.5-36V
  • 出力電圧:1.2-32V
  • 出力電流:長時間3.5Aで安定して動作し、放熱の下で4.5Aに達することができます
  • 出力電力:50W(自然放熱、3.5A以内)。 75W(強制放熱)
  • 電圧表示:分解能は0.05V、表示範囲は1.2-32V、精度は±0.1V
  • 電流表示:分解能は00005A、表示範囲は0-4.5A、精度は±0.05A
  • 変換効率:約94%
  • 動作電流:約30mA
  • 入力逆接続保護:はい
  • 出力逆流防止:いいえ
  • サイズ:70.5 * 48.4 * 28mm
Amazon商品ページより

降圧専用のコンバータです。
本コンバータで使っているスイッチングレギュレータ素子(XL4015E1)の仕様書によるとDuty 100%まで対応しているので入力電圧と同じ電圧近くまで出力できるようです。

(半固定抵抗ではなく)ボタンで電圧調整ができるのも工具不要で良いと思います。

本コンバータには簡易な組立式パネルが付属しています。基板は実装済みなので組み立ては簡単です。
Amazon商品ページより

ありがちな基板だけの格安製品って結局箱(ケース)を作るのに手間やお金がかかるので、簡易パネルが付属している本製品は有り難いですね♪

最大出力75Wとありますが、果たしてとこまでいけることやら😅。
(そもそもDC/DCコンバータなので、出力電力で使用範囲は決まらないのですが…😅。)

もっと安いコンバータもありましたが、『電圧調整がボタンでできること(調整ドライバ不要)』、『最新モデルっぽい😅』という観点で本機を選択しました。


・ノートPC用ACアダプタ(ジャンク品)

昔、中国(確か北京)のジャンク屋で買ったノートPC用のACアダプタです😋。
IBMのロゴがついていますが、本物かどうかは???です😅。
ノートPC用ACアダプタ(ジャンク品)

製品仕様(製品表示より):
  • 入力電圧:AC100-240V 60Hz 1.0-0.5A
  • 出力電圧:DC16V 4.5A
  • 安全規格:CCC、UL、CE、PSEなど
出力は『DC16V/4.5A(=72W)』と書いてありますが、果たしてどこまで電流が取り出せることやら😅。

また製品表示にはPSE(電気用品安全法)マークもありますが、ジャンク品なので信頼性や安全性は???なところはあると思っています。ですが実験用に短時間で使うのなら何ら問題はないですね😋。


●使用感(実力確認)

手持ちの電子負荷を使って今回の可変安定化電源システムの実力を確認してみました。
この図に記載している電圧値は実験時の実測値です


・出力電流・電圧範囲

ノートPC用ACアダプタの出力がDC16.4V(実測)なので、DC/DCコンバータの最大出力はDC16.4Vまでいけそうですが、少なくともDC1.5~15Vの範囲で3A程度までは問題なく出力できそうです。
作成した可変安定化電源システムの出力電流・電圧特性(実測)

【参考】無負荷だとDC16.4V(ノートPC用ACアダプタ出力)はそのまま出力できましたが、出力電流を増やしていくと電圧が降下したので安定した出力は難しそうですね(スイッチングレギュレータ素子のON抵抗等の影響と思われます)。

DC12V/2.9A出力時のDC/DCコンバータび表示はこんな感じです。

この測定実験の電流・電圧範囲で、ノートPC用ACアダプタとDC/DCコンバータは共に熱くならなかったので、安定して使えると思います(電子負荷はそこそこ温かかったですね😋)。


・出力ノイズレベル

DC12V出力時のノイズ波形をポケットオシロスコープ(ACモード)で測定してみました。


- 無負荷時のノイズ波形

DC12V/無負荷時の出力ノイズ波形


- DC2A出力時のノイズ波形

DC12V/2A時の出力ノイズ波形

無負荷の時も負荷がある時(2A)もノイズ波形は変わらないですね。

ポケットオシロスコープは測定レンジが限られていてmV単位での測定は怪しいですし、我が家には高精度の電圧計は無いので本当のノイズレベルは分かりませんが、そこそこ使えそうです(スイッチング周波数に同期したノイズもなさそうですし)。


DC16Vより高い出力の安いACアダプタを見つけたら、もっと高い出力電圧も試してみますね😋。




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