LT3080を使用した可変出力電源

LT3080を使用すると簡単に０Ｖから出力できる可変電源を作れると知り、作ってみようと思い立った。
可変電源があれば、DC/DCコンバーターなどの効率や動作範囲などを調べるのに便利だと思った。

LT3080は抵抗1本で出力電圧を設定できる便利なICである。
しかも、０Ｖから出力することができる。ＬＭ３１７は１．２５Ｖからしか出力できないので、この点が非常に魅力的だ。

(リニアテクノロジのデータシートより)
この回路で、RSETをロータリーSWで設定してやれば、簡単に任意の電圧を作れるのではないかと思った。
問題はロータリーSWであるが、秋葉原をいろいろ回った結果、安くてちょうど良いものを見つけることができた。

可変電源で問題となるのは発熱である。今回は１５ＶのスイッチングＡＣアダプタを使用することにしたのだが、たとえば１Ｖ出力で１００ｍＡ出力すると１．４Ｗがロスとなる。無駄だし、発熱も心配になる。
そのため、データシートにのっていた、ＤＣ／ＤＣコンバーターと組み合わせる回路を試すことにした。ＤＣ／ＤＣコンバーターは、入手性の良さから新日本無線のＮＪＭ２３６０Ａを使用することにした。

ブレッドボードで組んでみたところ、あっさり動作した。ＬＴ３０８０も簡単だが、ＮＪＭ２３６０Ａも非常に簡単に動作する。（ただし、効率はそれほど高くない）

ＬＴ３０８０についてネットでいろいろ調べたところ、どうやら無負荷では出力電圧が安定しないらしいことが分かった。最低でも１ｍＡ位は流さないと行けない。
ここで問題となるのは、今回作ろうとしているのが可変電源であると言うことで、たとえば０．１Ｖで１ｍＡ流そうとして１００Ωのブリーダー抵抗をつなげると、１０Ｖ出力時は１００ｍＡも流れてしまう。
今回は、電圧検出回路とリレーを組み合わせ、約２Ｖでブリーダー抵抗を切替えるようにした。また、リレーがばたつかないように、ヒステリシスを持たせることとした。

ユニバーサル基板で回路を作成しなおし、ケースに入れた。

ロータリーＳＷ2個で、１Ｖおよび０．１Ｖ単位で０～９．９Ｖまで切替えられるようにしたが、いざ出力電圧を測ってみると誤差が大きい。
データシート上はワーストで２％なので、そのくらいなら問題ないだろうと考えていたが、いざ電圧を見てみると、たとえば５．５Ｖに設定しても誤差が２％あると５．６Ｖになってしまう。
これだとさすがに問題がある。最初から半固定抵抗で調整できるようにしておけば良かった。しかし、いまさら作り直す気力もなく、サブ基板などをケースに入れるのも面倒なので、出力電圧を測り、抵抗値を逆算して合成してなんとかテスターの読みで±０．２％位に入るように調整した。

早速、ジュールシーフなどをつなげてみて、何Ｖから動作するか確認したりしてみた。ジュールシーフは０．６Ｖから動作することが分かった。（トランジスタのＶＢＥが０．６Ｖだからだろうか）。もっと細かく見たい気もするが、つまみを回すだけで好きな電圧を設定できるのは非常に便利だと思った。
反省点はいろいろあるが、
(1)あまり電流が流せない（２００ｍＡくらい）。いろいろ理由があると思うが、少なくとも５００ｍＡ位は流せるようにしたかった。ＤＣ／ＤＣコンバータ部分に改良の余地がある。
(2)ケースに組み込みにくい。一度組み込んでねじ止めすると取り外すのに一苦労する。もうちょっと余裕を持った組み込みを考えれば良かった。
(3)最高出力電圧が低い。１５Ｖ位出せればもっといろいろできたかも。

下記のサイトを参考にさせていただきました。

• アナログ回路のおもちゃ箱
• アナログエンジニア