抵抗器R7の電圧降下(5×0.3=1.5V)や、2N3055のベース-エミッタ間の電圧降下(0.6~1V)等によって、24Vにも届かなかった。30V/3Aの電源にするには、少なくとも定格30V/4Aの電源トランス、耐圧の高いオペアンプにしないと無理だと思われる。30V/5Aの電源にするなら、定格32V/6Aの電源トランスが良いだろう。オペアンプに印加している電源電圧(ピン7-4間の電圧)を実測したところ、無負荷時にU1は35.35V、U2とU3は40.60V。出力に含まれるリップル電圧は実測したところ、0.2mV程度となっている。最大出力電流の設定によってCCモードになった場合には、リップル電圧が30mV程度に上がり、とても高くなってしまう。それも本キット回路設計の欠点だと思われる。最後に、電子回路の分析をやってみる。間違いがあるかもしれないが、適時に修正するつもり。オペアンプU2、U3は入力電圧がゼロ(キット全体の最小出力電圧)に対処する必要があるので、マイナス電源が必要。そのために、R2、C2、D5、D6によるマイナス電圧を作り出し、平滑回路R3、C3を経て、ツェナーダイオードD7により、約-5.1Vを得る。プラス電源の約34V(実測は35V)と合わせると、オペアンプU2、U3にかかる電源電圧は39V(実測は40V)になり、TL082の最大定格を超えてしまう。5.1VツェナーダイオードD7の代わりに、直列した2つのダイオードによる1.3Vの回路も提案されている。5.1Vにした設計者の意図は、温度によるツァナー電圧の変動を最小にしたいからだと推測する。10.35V)を出している(出力ピン6)。抵抗器R5=R6なので、U1の出力側(ピン6)はD8の2倍の電圧になる。自分の分析では抵抗器R4は抵抗値4.7kΩだと、D8を流れる電流は1.1mAと若干小さい気がする。R4を1kΩ、D8の流れる電流は約5mAにすることのほうが適切だろう。(秋月電子販売)にすると温度特性がよりよいだろう。オペアンプU3はコンパレータの役割を果たす。プラス側入力は基準電圧からの分圧値(R18、P2、R17)、マイナス側入力はキット全体のマイナス側出力電圧と抵抗器R21経由で接続しているので、R7の電圧降下が比較対象になる。キット全体の出力電流が低ければ、R7の電圧降下が少なく、U3のプラス側入力が高く、U3の出力電圧(ピン6)が電源電圧のプラス側近くになり、トランジスタQ3、ダイオードD9が導通しない。逆に、キット全体の出力電流が高いと、U3のマイナス側入力が絶対値として高くなり、U3の出力電圧が電源電圧のマイナス側近く(実際には、D9の導通により、U3の出力電圧がキット全体の出力電圧に左右され、マイナス電圧にならない)になり、Q3、D9が導通し、CCモードを示すLED(D12)が点灯し、オペアンプU2のプラス側入力とD9経由で連動するようになる。オペアンプU2はプラス側入力の電圧に合わせて、出力電圧・電流を調整する。キット全体のプラス出力電圧は分圧(抵抗器R6とR11)してU2のマイナス入力にフィードバックされる。以上の分析により、CCモード時のリップル増大が説明できるようになる。CCモードでないとき時に、D9は導通せず、U2のプラス側入力は基準電圧からの分圧(P1)によって一意に決まる。CCモードになると、D9が導通し、U2のプラス側入力は基準電圧に依らず、R7の電圧降下や、R12とR11の分圧によって、定められるので、比較的不安定な状態にならざるをえない。いう理由で、CCモードでの運用は定電圧電源としては例外扱いとはいえ、リップル30mVの大きさを受け入れられないのであれば、本キットを改造するか、諦めざるをを得ない。<本キットを製作してわかったことのまとめ>良い点:・PCBやパーツは低価格で販売されている。・最大電流を制限でき、保護機能がしっかりしている。・リップルが比較的少ない(0.2mV程度)。注意すべき点:・電源トランスやヒートシンク、ケース等の追加部品が必要。出すには、オペアンプの限界や電源トランスの選定に気を使うべき。・元々の設計はアイデアが素晴らしいが、パーツの定格について変えたほうがよいと思われるパーツは複数。・最大電流が制限された時(CCモード時)に、リップルが多少高い(30mV程度)。ダイヤルを専用のストッパー付バーニヤダイアルに変えた。10回転で5A、つまり、1回転で500mAに対応するので、いちいち出力をショートさせなくても、大まかな最大制限電流をひと目でセットできるようになった。電流制限ダイヤルを専用品に変えた。これで、1回転で約0.5Aに対応。CommentDC-DC昇圧コンバータ(あるいは、ブースタコンバータという)は、低い直流電圧を高い直流電圧に変換するデバイス。多くの種類が市販されており、気軽に購入するものはやはり中国製になってしまい、以下のひとつはAmazon経由で中国から送られてきたもの、送料込で500円以下。上記の商品はよく見かけものだが、製造メーカーも型番もない。コピー品が氾濫されているからだろうか。スペックは値段の割にすごい:入力DC電圧10~32V、出力DC電圧12~35V(写真の左側にある、10回転半可変ボリュームにて精密に調整可能)、最大入力電流16A、最大出力電流10A、最大電力150W、変換効率が最大94%。上記の最大出力電圧35Vは出力平滑コンデンサ1000uF/35Vの制限になる。そのコンデンサを耐圧50Vのものに変えれば、最大出力電圧をアップすることは可能だという。半可変ボリューム(商品では10kΩ)もより抵抗値の大きいもの(たとえば15kΩ)に変えないといけないだろう。昇圧コンバータなので、出力電圧が入力電圧を下回ることはできない。用途の一例として、入力電圧にACアダプター(電圧10V以上に固定されたもの)、あるいは市販カーバッテリー(電圧12V)を繋ぎ、出力電圧を必要に応じて変えれば、電圧可変なACアダプター代わりになる。入力電圧にある程度の変化があっても、出力電圧はほぼ定電圧になるのは本コンバータの特徴。出力電圧を20Vに設定すると、入力電圧が10~18V以内の変動なら、出力電圧はきちんと20Vのままになることが実験で確かめられた。スイッチを追加して、アダプター化して遊んだ。要するに、電子工作のための遊び。入力電圧として想定したのは12V/4A(つまり48W級)のACアダプター。それ以下の電圧では本コンバータが動作しない(入力電圧10V以上が動作条件)、それ以上の電圧では本コンバータを使う意味が少なくなる。出力電圧はいちいち多回転ボリュームで調整するのはめんどくさいし、間違いやすいので、スイッチで切り替えることにした。15Vのかわりに14Vでもいいかもしれないが、切りのいい数字ということで15Vにした。本コンバータからLED、多回転半固定ボリューム、入力・出力ターミナルブロックをまず取り外す。LEDを流れる電流は最大でも1mAしかなく、残しても全くエネルギーの浪費にならないが、必要のないものを残したくない。ターミナルブロックはどうしても接触不良を心配するから。要らないパーツを取り外すケースは手持ちのACアダプターのプラスチックケースを流用。空間的にほとんど余裕のないケースだが、ネジ止めや、プラスチック材質ゆえの加工しやすさや絶縁性に助けられた。スイッチ左側は入力ジャック(内径1.2mm、外径5.5mmの標準品)、保護ヒューズ(ミニガラス管)右側は出力ジャック。中央でないのは元のケーブル穴を利用したから底側。本コンバータを固定する4本のネジ。外側はケースを固定するネジ穴。注意書きは元にあったもの入力ジャックに標準品を使った。内径2.1mmと2.5mmの2種類があるが、より細い2.1mmにした。そこからミニガラス管用保護ヒューズに繋いで、ショート防止に努めた。ACアダプターにこんな形のヒューズホルダをみかけることはめったにないが、コスト無視できるのはユーザの特権。出力電圧の調整は実験で以下のことがわかった。10Vを基底として、多回転ボリュームは2kΩずつ5V増えていく。2kΩ抵抗では15V、4kΩ抵抗では20V、10kΩ抵抗では35Vになる。精確な抵抗がなければ、その前後の抵抗値や2つの抵抗を直列して使う。0.5V以内の電圧誤差で問題になることはないだろうから。接線がきたないので、いつもその改善に悩まされるが。内部の出力側と電圧切替スイッチ内部写真なお、出力電圧表示はミニデジタル電圧計を出力につけるだけのもの。出力電圧表示によって、出力電圧をひと目で確認できるだけでなく、異常(電源の発振等)に気づくきっかけにもなる。スイッチの位置とで2重チェックになる。Comment5年前に入手したものだが、1972年製造からの年代経過によって、バッテリー室や一体化テスタリードが劣化している。そのままでは自分の感覚では実用にならないので、改造を実施した。テスタ全体がサイズ大きく、改造しやすかった。結果的に施した改造は以下の通り。ケースを分離して、裏の一部だけを残す。一体化テスタリードを取り外し、フロント右側のスイッチ部分に、コネクタを追加。