13.8V スイッチング電源 その1

※本記事を参考にして発生する損害について、私は一切の責任を負いません。自己責任でお願いします。

Elecraft KX3の電源は9-15V DCです。局免取得前の状態ではワッチできれば十分なので、12Vのスイッチングアダプタを利用しています。ポータル運用のことを考えて、オプションのバッテリーチャージャーKXBC3も組み込んであるのですが、実はこのチャージャーの定格が13.8Vのため、12Vでは "LO SPPLY" のエラー表示が頻発します (13Vでもダメなようです)。

しかし13.8Vのスイッチングアダプタなど市販されておらず、安定化電源でも用意しない限りは供給することはできません。そこで、市販のスイッチングアダプタを改造することにしました。

バッテリーチャージャーのマニュアルによれば、充電と送受信を同時に行うには3A供給する必要があるそうです。単純計算で13.8V*3A=41.4W以上の供給能力のあるアダプタを捜してみると、秋月電子にて12Vで60W以上の電源が二つ見つかりました。

前者はデジタルアンプの自作などでもよく使われている電源のようで、長寿命型の電解コンデンサが投入されています。後者は比較的新しめのモデルらしく、効率の改善とノイズフィルタが盛り込まれているようです。どうせなら容量に余裕のある方を、ということで後者を購入してみました。

本体裏面のゴム足を剥すと、その下にネジがありますのでこれを外すとフタを外すことができます。フタを空けてみたところ、ノイズ対策のためと思われるシールド(兼ヒートシンク?)が基盤に固定されており、回路にアクセスできません。改造以前の話です。この電源はまた別の機会に何かに利用することにします。

ということで前者のGF65I-US1250を買い直しました。同様にゴム足を剥すとネジがありますが、ネジが頭が通常のプラスでもヘックスでもありません。どうやら特殊ネジドライバー (DT-10)が必要なようです。ドライバーも購入してこれは普通のプラスドライバーで開くことができました。TL431あたりのシャントレギュレータで基準電圧を作っているところがあるはずだ、と当たりをつけてチップ抵抗両端の電圧を調べていきます。すると、2.49Vが掛かっている抵抗を発見。基盤を裏返してみると、確かにTL431互換と思われるレギュレータ(RS431)が実装されていました。

次に、12V-2.49V=9.51Vが掛かっているチップ抵抗を捜します。これはそばに実装されてありますので、すぐ見つかりました。R38です。抵抗値を見ようと目を凝らしてチップ抵抗のプリントを見てみると、1102とありますので11KΩのようです。シャントレギュレータを使って得られる電圧を求める式に当てはめると、

2.49*(1+11/Rx)=12V

となりますので、Rxはおよそ2.9kΩです。13.8Vを得るには、

2.49*(1+Ry/2.9)=13.8V

からRy=13kΩが得られます。13kΩはE24系列にあるので、秋葉原で捜せば見つかるでしょう。

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