安定化電源の製作

これまで工作する時は、電源として電池やACアダプタを使ってきましたが、思い立って安定化電源を作ってみました。

構成は、棚の奥に眠っていた秋月の三端子レギュレータを使った電源キットを中心にACアダプタ、あとはやはり秋月のディジタルパネルメータです。本当は１００Vからトランスで降圧するのが正しいのでしょうけど、トランス高いし、素人がやると感電しそうなので第一弾はACアダプタにしました。
やっぱり、電圧と電流が読み取れるのが良いかなあということで、ちょっとサイズ的には無理がありながらもパネルメータをつけています。機械式のメータの方が格好良かったかなあ。

メータがずれているのはご愛嬌。中々ハンドニブラによる各穴加工がうまくなりません。

• 放熱の話
  三端子レギュレータ(LM350)はケースで放熱してます。16VのACアダプタから5V/１A流すと、触ってやけどするほどではないですが、かなりケースが熱くなります。16Vから直接5Vに降圧することになるので11V*1Aで11Wほど消費しています。
  熱抵抗は、LM350が3℃/W(typ)、グリスが0.09℃㎝^2/W、ケースが16cmx13cmx7cmなので16x13+16x7+16x7=432cm^2として、ここの放熱板、放熱器(ヒートシンク)の放熱設計法のページを参考にさせていただくと約3℃/Wになります。グリスの計算がよくわかりませんが、三端子のタブの面積が2cm^2ぐらいだとすると0.18℃/Wになるのでしょうか。そうだとして、全体の熱抵抗は 3+0.18+3=6.18℃/W、11Wで周囲温度が25℃だとすると、ジャンクション温度は93℃ぐらいです。ケース温度は25+3*11=58℃（？）。もうちょっと熱い気もするので、どこか間違っているか、見積もりが甘いのかも。ジャンクション温度は最大125℃なので、最大16W(5V/1.5A)ぐらいまではいけるのでしょうか((125-25)/6.18=16.2W、16.2/11=1.5A。計算あってるかしら...)。
  とはいっても、そこで放熱の限界に挑戦する必要はなくて、より低い電圧の（出力電圧により近い）ACアダプタを使えば三端子の発熱は抑えることができるので、それで対処する方向です。9VのACアダプタだと、5V1A流しても発熱は4Wで済むはずなので。
• PM-128Eの話
  パネルメータは秋月のPM-128Eです。最初、PM-129Eを買ったのですが…。PM-129Eは5V電源時は測定GNDと電源GNDが共通（コモングランド）ですが、その状態で使うと200mVレンジで結構な誤差が出ます。50mVのはずが30mVぐらいに表示されます。 確かにテスターであたると導通しているのですが、通電中に測ると両GND間に丁度10mV～20mVぐらいの電位差が出ていたようなので、そのせいなのでしょうか。
  このあたりやこのあたりでも同じようなことを言っている方がいるので、そういうものなのかも。
  あと、地味にPM-129Eが辛いのは表示がLEDで一つで80mAぐらいの電流を消費することで、本当はトランスなりで低い電圧を取り出してそこから降圧すれば良いのでしょうけど手抜きで結構高い電圧から降圧しているため、パネルメータ電源用の三端子レギュレータがそれなりに熱くなってもったいない感じになります。上の誤差の話もあるので改めてLCDタイプのPM-128Eを買い直しました。PM-129Eは別の応用に使おうと思います。LEDの方が格好よいのですけどね。
• ホールソーの話
  全面パネルの穴はドリル＋リーマ、ハンドニブラで開けました。その後で思い出したのですが、以前、こういう時のためにホールソーを購入してあったのでした。
  
  というわけで、後ろのACアダプタジャックの穴はホールソーで開けてみましたが、これはやはり良いものでした。綺麗な穴が空いて気持ちいい限りです。

ホールソーで開けた穴

それに比べて前面の穴の汚いこと…