直流電源をテストできる電子負荷モジュールを試す【ATORCH DL24】

電子負荷モジュール ATORCH DL24部品・モジュール
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はじめに

電子負荷とは、MOSFETなど半導体を使って抵抗負荷の代わりに定抵抗・定電流など、いろんな条件で負荷をかけることが出来る便利な装置(ダミーロード)です。

今回買ったのはATORCH製のDL24という製品です。電力150W(電圧2~200V、電流0.2~20A)までの負荷として使用できます。

本当は自分で作ってみたかったんですが、安く便利そうなものが売っていたのでまずは買って試してみようと思って購入しました。

これを使用することで、自分で作った電源基板や、中古で買ったスイッチング電源・ACアダプタ等を、好きな電流値・抵抗値の条件で負荷をかけて実験することができます。
大きな抵抗器を繋ぎ替えても良いんですが、放熱の問題もあるので、電子負荷の方が便利ですね。

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機能・スペックなど

外観・仕様について

電子負荷モジュール外観

MOSFETにまるでパソコンのCPUクーラーのような巨大なヒートシンクとファンが取り付けられています。PC用の部品の流用でしょうか?合理的ですね~。自分で作るとしたら参考にしたいです。
強力に放熱してくれるので、自分で大きな抵抗を繋ぎ変えたり、放熱を気にする手間がいりません。

仕様は最大電力150W(電圧2~200V、電流0.2~20A)です。最大負荷でのテストはちょっと怖いのでまだやってませんが…

電子負荷モジュール 裏面

後ろ側にDL24自体の電源アダプタを繋ぐ端子があります。12V1Aのアダプタが付属していました。(日本のコンセント形状)

負荷を繋ぐ端子は左手前側にあります。ねじ止め端子・アダプタ・USBはMini、Micro、Type-Cと複数種類あります。全部中でパラで繋がっているので、使いたい端子に刺せば良いみたいです。

同じく左側に熱電対を繋ぐ端子があります。これを繋がなくてもMOSFETの温度は表示されているので、追加で外付けで確認したいところに張り付けろということでしょうか。

また、DL24はBluetoothでパソコンやスマホでログが取れる機能があります。これは超便利そうですが、変なアプリをメインのPCかスマホに入れたくないので、後日また試したいと思います。

その他:DL24は基板丸出しのモジュールのため、どうやって保存しておこうかと思いましたが、付属の梱包パックが丁度良い入れ物として使えそうだったので、これに入れて保存することにします。

付属の梱包パック

動作モードについて

DL24は下記の4つの動作モードで動かすことが出来ます。
本体右下側の「セットアップ」スイッチ長押しで切り替わります。

  • 定電流モード(CC)・・・電圧(V)が変化しても電流値(I)一定
  • 定抵抗モード(CR)・・・抵抗(R)が一定、R=V/I
  • 定電力モード(CP)・・・電力(P)が一定、P=V×I
  • 定電圧モード(CV)・・・電流(I)が変化しても電圧(V)一定

実際に抵抗器を繋ぐ場合は、CRモードと同じ感じですが、電子負荷の場合、その他のモードで試験できるので便利ですね。想定される実際の負荷条件に近いもので実験するようにしましょう。

国内メーカーの完成品であれば、負荷条件を自動で切り替えたりして、電源の応答特性を見たり出来るようですが、DL24はそういう機能は無さそうです。(DL24はバッテリー充放電とかの用途の代物のようです)
応答特性の確認については、外付け抵抗器との組み合わせでそれっぽいことが出来ないか、別途試してみたいと思います。

動作確認

モバイルバッテリーの放電

モバイルバッテリーから仕様の2.1A全力で放電させてみました。電圧降下が比較出来るので、USBケーブルの良し悪しを見るのにも便利かもしれません。

MicroとType-Cの2種類のケーブルで接続してみましたが、2.1A出力時はどちらもかなり電圧がドロップしていますね。

モバイルバッテリーを2.1Aで放電(MicroUSBで接続)
モバイルバッテリーを2.1Aで放電(MicroUSBで接続)
モバイルバッテリーを2.1Aで放電(USB Type-Cで接続)
モバイルバッテリーを2.1Aで放電(USB Type-Cで接続)

別の2.4Aのモバイルバッテリーでも試してみました。電力10Wを超えたあたりからファンが回りだすようです。

モバイルバッテリーを2.4Aで放電(USB Type-Cで接続)
モバイルバッテリーを2.4Aで放電(USB Type-Cで接続)

ニッケル水素電池の放電

ニッケル水素電池(エネループ4本直列)に定電流負荷を与えた時の電圧をみてみました。
電池の内部抵抗だけでなく、電池ボックスの端子の接触抵抗+配線抵抗その他もろもろを含んだ値だと思いますが、負荷に応じた電圧降下を見ることが出来ます。そして、電圧変動や積算の電力量も確認できます。(これが本来のこの製品のメインの用途かも)

エネループ:定電流0.1A負荷時
エネループ:定電流0.1A負荷時
エネループ:定電流0.5A負荷時
エネループ:定電流0.5A負荷時
エネループ:定電流1A負荷時
エネループ:定電流1A負荷時

自作電源の負荷テスト

自分で作った三端子レギュレータの電源基板(LM317、LM337のモジュール)に定電流負荷を与えてみました。
DL24は±の両電源には対応してませんので、片側のみ負荷をかける感じになります。

外付け熱電対で温度を測れる機能があるので、三端子レギュレータのヒートシンクの温度を確認出来るのが何気に便利ですね。

試しに約1分間、定電流モードで0.5Aの負荷をかけたところ、ヒートシンクの温度は27.6℃→35.8℃になり、8.2℃上昇しました。

電源基板の接続時の写真(+電源側に接続)
電源基板の接続時の写真(+電源側に接続)
定電流0.5A負荷時、約1分でヒートシンク温度が35.8℃に上昇
定電流0.5A負荷時、約1分でヒートシンク温度が35.8℃に上昇

まとめ

ATORCH製のDL24という電子負荷を購入したので動作確認してみました。この製品は、電力150W(電圧2~200V、電流0.2~20A)までの負荷として使用できます。

自分で作った電源基板や、中古で買ったスイッチング電源・ACアダプタ等、いきなり実戦投入が怖いものはこれで確認すれば安心ですね。

本当は電子負荷を自分で作ってみたかったんですが、このDL24もなかなかの完成度で自分の趣味用途にはこれで十分な感じです。追加で欲しい機能としては、負荷を変動させたときの応答試験ですかね~

部品・モジュール電子工作
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