HP6632AでFXA-7020ZR負荷試験

HP6632AでFXA-7020ZRの負荷試験 失敗編では、システム電源HP6632Aを電子負荷とし、スイッチング電源装置FXA-7020ZRから負荷までの配線抵抗の測定をしました。
今回は、負荷をかけた際のスイッチング電源装置の電源端子での直流出力電圧と交流リプル電圧の実効値測定を行い、直流出力電圧は負荷にかかわらずほぼ一定であること、リプルは負荷電流に応じて大きくなることを確認しました。

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HP6632AでFXA-7020ZRの負荷試験 失敗編ではスイッチング電源の特性を測るつもりで、配線抵抗を測っていたという情けないオチでした。
そこで今回は、スイッチング電源(FXA-7020ZR)の電源端子での直流電圧とリプル電圧を測定しました。

○測定方法
前回と同様スイッチング電源の5V端子と電子負荷の間はミノムシケーブルで接続し、これとは別のケーブルでスイッチング電源の端子とデジタルマルチメータの電圧端子を接続しました。


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fig.1: 接続概念図


この状態で、電子負荷のシンク電流を約0.5Aステップで可変させたときの直流電圧と交流電圧の実効値を測定しました。

○測定結果
以下に測定結果のグラフを示します。


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fig.2: 直流電圧(赤) リプル電圧(緑)


横軸は電流で、赤のマーカで示したのが直流出力電圧、緑のマーカーで示したのがリプル電圧の実効値です。
出力電圧が電流に比例して減少しているのは、前回と同様に電流経路と共通部分の配線抵抗による電圧降下だと考えられます。

一方で緑で示したリプル電圧は、300mAの負荷電流の点を除き、出力電流が増えるにしたがって大きくなっています。
無負荷よりも500mA程度の負荷をかけたほうがリプルが少ないと言うのは興味深い事実かもしれません。

○関連エントリ


○参考URL


○付録
BSch3V形式の回路図と測定した生データを添付します。ファイル名末尾の".txt"を削除して、"_"を"."に変更すれば使えるはずです。


○フィードバック

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tag: HP6632A FXA-7020ZR R6452A 開発環境 

HP6632AでFXA-7020ZR負荷試験 失敗編

システム電源HP6632Aを電子負荷として利用し、スイッチング電源FXA7020ZRの負荷試験を行いました。
しかし、実際に負荷側の電圧を測定してみると、配線抵抗が大きすぎたため、スイッチング電源の特性を測っていたつもりで、配線抵抗の大きさを測っていたという情けない結果に。

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Yahoo!オークションで落札したシステム電源HP6632Aは、安定化電源としてだけでなく、電子負荷としても利用できると言う特徴を持っています。
このHP6632Aを使い、これまで使っていた、以前若松で購入したジャンクのスイッチング電源FXA-7020ZRの負荷試験を行いました。(リンク先は日米無線電機商会です。)

○測定方法
FXA-7020ZRスイッチング電源の各出力端子は、両端がミノムシクリップになっているケーブルで、外部に出してあります。例えばPSoCでLED正弦波駆動のエントリの写真に見えているミノムシもこれです。


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fig.0: スイッチング電源から引き出されたミノムシケーブルの利用例


そこで、このスイッチング電源の5V出力端子から出ているミノムシケーブルをHP6632Aの出力端子へ接続し、定電流モードで動作させた際のHP6632Aの電圧値を読み取りました。
電流値は、約200mAステップで3.4Aまで変化させました。

○結果
電流と電圧をプロットしたグラフを以下に示します。


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fig.1: 電流と負荷側の端子電圧


多少うねっていますが、一次関数へフィッティングを行った結果を以下に示します。


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fig.2: フィッティング関数 V=-0.673572*I+4.84945


フィッティングの結果、V=-0.673572*I+4.84945という値が得られました。

○LTspiceシミュレーション
測定結果の傾き(-0.673572)と切片(4.84945)がどのような意味を持つのか考えるために、負荷試験の特性を再現する等価回路を考えます。
以下のスケマティックのシミュレーションをしました。


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fig.3: 電圧源と配線抵抗

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fig.4: 配線抵抗の影響


fig.4のグラフは電流源のシンク端子と抵抗R1の間のノードの電圧を測定したものです。

○ミノムシケーブルの配線抵抗
結論から書くと、スイッチング電源の特性を測っているつもりで、ただ単にミノムシケーブルの配線抵抗を測っていただけということでした。

傾きが配線抵抗の0.67Ωをあらわしていて、切片がスイッチング電源の出力電圧4.8Vをあらわしていると言うことです。

知識として理解しているつもりでも、実際に負荷での端子電圧が下がってしまっていることをみるとちょっとした驚きです。
私の工作は小信号系ばかりなので、問題になるほど電圧が落ちるほど電流を取り出すことは稀なのですが。

○関連エントリ


○参考URL


○付録
このエントリで使用したLTspiceのシミュレーション用ファイルを添付します。ファイル名末尾の".txt"を削除して、"_"を"."に変更すれば使えるはずです。


○フィードバック

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