評価編１
安定化電源基板の実装が終わったので性能の評価を行います。
評価構想
電源に要求される性能はいろいろありますが、今回は出力インピーダンスと周波数特性に着目したいと考えています。出力インピーダンスは、負荷電流を変えて出力電圧を観測します。周波数特性は、負荷電流を正弦波としてその周波数を変えて出力電圧を観測します。評価の中で製作編で適当に決めた発振対策の位相補償用のコンデンサの容量の再確認も行いたいとおもいます。これら評価の構想を箇条書きに整理します。
・負荷電流は0mAから150mAまで可変として、その時の出力電圧を測定する
・負荷電流を正弦波として、バイアス電流、ピーク電流、周波数を変えて出力電圧をモニタする
・負荷電流をステップ波形として出力電圧をモニタする
基板単体評価残り
評価用のジグ（回路）製作に入る前に、未評価回路の確認を行います。初めに電源ランプ用の出力確認です。いきなりLEDをつないで点灯確認です。LEDはリードが長い方が＋ですが、使う時にはいつも記憶に自信がなく都度調べています。
問題なく点灯しました。LEDの点灯回路は、全波整流回路の+/-16.9Vから電源供給しています。LED点灯用の電流とはいえ、+/-電源の片側から取ると+/-電源のバランスが崩れ、かつGNDに電流が流れ込みます。消費電力は増えますが、+/-電源から供給しています。LEDのみ点灯させた無負荷時の消費電流は32mAでした。非点灯時が21mAでしたので、点灯電流は約11mAです。
念のため、ダイオードブリッジに供給する+/-12Vの極性を反転させてブリッジの動作も確認しました。これも問題ありませんでした。
ジグ回路設計
電源の負荷電流は、パワートランジスタのエミッタフォロワ構成で流すことにします。この為、+と-電源用にそれぞれ回路を起こします。パワートランジスタの駆動は、オペアンプを使って簡略化します。負荷電流の制御は、オペアンプで発振器出力とDC電圧を加算して行います。終段のエミッタフォロワの逆バイアス防止用にダイオードで保護します。上記を回路図化してみました。
エミッタフォロワの負荷抵抗は50Ωとしました。最大電流150mA時の負荷抵抗の消費電力は1.15Wになります。手持ちは1/4W抵抗しかなかったので、100Ωを並列接続してしのぐ事にします。この対応を行っても抵抗の定格いっぱいでも最大電流100mAしか流せません。今回はこの仕様で妥協します。この時のパワートランジスタの消費電力は以下となります。
（12-50Ω x 0.1A）x 0.1A = 0.7W
トランジスタには小型の放熱器をつけることとします。パワートランジスタには手持ち在庫の2SC3851A/2SA1488Aを使用しますが、hfeは100以上あるので、最大負荷電流時のベース電流は1mA以下になります。ダイオードには小信号スイッチング用の物を使えば問題ありません。発振器出力とDC電圧の加算回路は、オペアンプの反転アンプ構成としました。理由は正相アンプ構成の加算回路の場合、発振器出力から見た入力抵抗が、DC電圧の調整値によって変化します。些細な影響しかないかもしれませんが、気持ちが悪いので反転アンプ構成としました。尚、反転アンプのゲインは2.7倍としました。（帰還抵抗1kΩと2.7kΩ）オペアンプ出力とスイッチングダイオード間のSWは、ジャンパーピンとジャンパーソケットで代用します。制御信号を事前に調整してから終段を駆動するための考慮です。
加算回路へ加えるDC電圧は電源電圧をボリュームで分圧して生成します。オペアンプ用の電源+/-12Vを流用するのでボリュームの定格を考慮して5kΩとしました。この場合、ボリュームには2.4mAの電流が流れます。決定した定数を回路図に反映します。
次回はオペアンプの選定をしてジグの組立をおこないます。
つづく（評価編２）
