出力1kWの可変電源を自作、既製モジュールに頼らずPCBから設計

DIYのベンチ電源(実験用の可変電源)は、自作の定番ジャンルだ。ただ、その多くは市販のモジュールをケースに詰めて済ませる作りで、似たような仕上がりになりがちだ。Luq1308氏は、そこにもの足りなさを感じ、電源モジュールを一から設計した。それが「Forwarder 1kW」だ。

最大1kWを連続で出力でき、設定によって40V/25Aから400V/2.5Aまで、高電圧寄りにも大電流寄りにも振れる。電圧を一定に保つ定電圧(CV)と、電流を一定に保つ定電流(CC)の両方に対応する。CCは、電子工作で過電流から回路を守ったり、バッテリーを一定の電流で充電したりするのに役立つ。

回路はハーフブリッジ型のスイッチング電源で、制御にSG3525とLM324を使う。基板上の部品は130点未満で、多くがスルーホール部品のため、手はんだで組みやすいという。出力する電圧や電流は2.5Vのアナログ信号で設定でき、出力中の電圧と電流もアナログで読み出せるので、外部のマイコンから制御や監視ができる。

製作で要となるのは、自分で巻くトランスだ。フェライトコアに何層も巻き、EMI対策のシールドを挟みながら仕上げる。完成した基板は3mmのアクリルケースに収め、側面を透明にして中身が見えるようにした。出力の電圧と電流は、ESP32-C3で動かす自作のLCDモジュールに表示する。

1時間の連続テストでは、最大1kWを保ったまま動き、入力に対する効率は約90%だった。設計データやガーバー、基板のファイルはGitHubでオープンソースとして公開されている。

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Red power electronics board with large capacitors, inductors, transformers and connectors on a green work surface

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