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yoshikiyo Lab

自称makerのブログ。電子工作とかテスラコイルとか 「とりあえず動けばいい」そんな適当すぎるものづくりをしています。

   

CVCC電源装置の製作

 20V、5A程度の可変電源がほしくなったので製作してみました。
スイッチング方式としたので非常に小さく作ることができました。


フロント側から


内部構造


実験中の電源回路


■仕様
定電圧出力 DC 0~20V
ボリュームにより連続可変

定電流出力 DC 0~5A
ボリュームにより連続可変

出力電圧モニタ
0.0V~20.0V 0.1V分解能

電流モニタ
0.00A~5.00A 0.01A分解能

設定方式はアナログ可変抵抗器
アナログボリュームなので設定値が不揮発性?

サイズ 250×180×70mm


■回路構成
リニア方式とスイッチング方式の電源方式があります。
今回は小型に電源を作りたいのとモータなどのパワー回路の実験用電源を想定しているため
ノイズなどの影響が小さいことからスイッチング方式を採用しました。

・リニア方式
 
負荷の両端の電圧をR1,R2で分圧してエラーアンプに入力します。
エラーアンプはこの電圧と基準電圧(Vref)が等しくなるようにFETのゲート電圧を調整します。



出力されない不要な電力はFETで消費され熱となるため効率が低下します。
24V入力で1V,5A出力した場合、(24-1)×5=115Wが熱となります。
ノイズが少ないといったメリットもあります。

・スイッチング方式

 
負荷の両端の電圧をR1,R2で分圧してエラーアンプに入力します。
エラーアンプはこの電圧と基準電圧(Vref)が等しくなるようにFETを
駆動するパルス幅を調整します。


FETをスイッチングして得られた出力をLCフィルタで平滑することで必要な電圧を得ます。

・実際の回路構成

今回の電源では大電流を扱うためダイオードでの損失(Vf×出力電流)が大きくなるため
先ほどの回路のD1をFETに置き換えて同期整流としました。
また、CVCC動作を簡単に実現するために制御回路をマイコンにしています。

■回路図

電源回路


7セグメントモニタ回路

制御ソフトについてはもう少しまとまってから説明しようと思います。

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