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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。


001_20090623144250.png
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。


002_20090623144311.png
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。


003_20090623144312.png
fig.3: 電圧源と配線抵抗

004_20090623144312.png
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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tag: LTspice FXA-7020ZR HP6632A 

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低抵抗の測定は

低抵抗を測定する場合には、四端子法をつかうとうまくいきます。電流を流す経路と電圧を測定する経路を分離する手法です。「ケルビン接続」と呼んでいたりもしますが、これは一般的に通用するのかな。

Re: 低抵抗の測定は

のりたんさん、こんにちは。
エントリを小出しにして申し訳ないのですが、スイッチング電源側の端子電圧の測定もすでに行い、エントリも書けています。月曜公開予定、『HP6632AでFXA-7020ZR負荷試験(http://gomisai.blog75.fc2.com/blog-entry-390.html)』をお楽しみに!・・・と言うほどの内容でもないのですが(笑)

四端子法は抵抗測定に電流測定にたびたび使っていますが、ケルビン接続と言う呼び方ははじめて聞きました。ネット検索してみると、そこそこ使われている呼び方のようですね。
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