目次
挿入実装/表面実装の決定
挿入実装では簡単に少ない部品で実装することができます。リレーを使用します。
表面実装では細かい作業が必要となりますが、すでにある程度の部品を持っていると安価に作成できます。
回路図
挿入実装
回路の仕組みを知りたい場合は、電子負荷を自作してみた~設計編~を見てみてください。
表面実装
回路の仕組みを知りたい場合は、電子負荷を自作してみた~設計編~を見てみてください。
部品リスト
CPUクーラー以外は秋月電子通商で購入することができます。
共通
- Q1 NchパワーMOSFET
電子負荷IRV Electronic Load 抵抗値とトランジスタの決定で決めたものを使用してください。 - Q2,Q3,Q4,Q5,Q17 トランジスタ 2SC1815 [117089] もしくは チップトランジスタ 2SC3325-Y 50V500mA [100628] 5個か、チップトランジスタ 低雑音 2SC2712-GR 50V150mA [100761] 5個
挿入実装の場合は2SC1815、表面実装の場合は2SC3325-Yか2SC2712-GRが良いと思います。どちらも取り付けできます。 - Q16 Pch MOSFET 2SJ496TZ-E (60V5A) [109040]
AO3401A(表面実装)でも大丈夫です。ファンのON/OFF用です。ファンの電流に合わせてピン配置が同じ他のMOSFETでも問題ありません。 - C1,C2,C3,C5 積層セラミックコンデンサー 0.1μF50V X7R 2.54mm [113582] 4個
電子負荷IRV Electronic Load 抵抗値とトランジスタの決定で電源電圧を12Vに設定した場合はC3は不要です。0.1μFで耐圧を満たしていれば大丈夫です。専用のパッドはありませんが1608もつきます。 - F1,F2 ヒューズホルダー 基板用 ミゼットタイプ [110521] 4個(2ペア)
- F1 ガラス管ヒューズ MF51NR 250V2A 20mm [107130] 1個
12Vの電源用です。 - F2 ガラス管ヒューズ MF51NR 250V10A 20mm [107132] 1個
負荷テスト側のヒューズです。設計に合わせて電流値は変えてください。 - RV1 小型ボリューム 5KΩB [117920] 1個
設計ツールで他の値を選択することも可能です。 - RV2 小型ボリューム 100ΩB [101658] 1個
微調節用です。 - RV1,RV2 小型ボリューム用ツマミ(ノブ) 15mm ABS-28 [100253] 2個
無くても問題ありませんが、あると回しやすいです。 - U1 2回路入汎用オペアンプ HTC製LM358N [113213] 1個
- D1 高速スイッチング・ダイオード 1SS178 [107783] 1個
一般的なダイオードであれば割となんでもいいです。 - D2,D2 定電圧ダイオード(ツェナーダイオード) 3.3V 1N5226B [106451] 2個
過電圧時のマイコンの保護です。マイコンのADCの最大電圧、抵抗計算時の値によって電圧を適宜変えてください。1N4731とかでも良いと思います。 - R1 メタルクラッド抵抗 50W 1個
電子負荷IRV Electronic Load 抵抗値とトランジスタの決定で決めたものを使用してください。 - R6,8,9,24,25,26=10kΩ,R7=100kΩ,R4,R5,R22,R23 カーボン抵抗(炭素皮膜抵抗)
電子負荷IRV Electronic Load 抵抗値とトランジスタの決定で決めたもの(R4,R5,R22,R23)と10kΩ(R6,R8,R9,R24,R25,R26)、100kΩ(R7)が必要です。1/4、1/6 W、1608のどれでも良いです。 - J1 ピンソケット(メス)
電子負荷IRV Electronic Load 抵抗値とトランジスタの決定で電源電圧を12Vにした場合、3P[110098]と8P[103785]が1個ずつ必要です。5Vにした場合、12P[110101]が1個必要です。
分割ロングピンソケットを自分で分割したものでも大丈夫です。12Vの場合12Pの物を付けることもできますが、5Vと書いてある端子に12Vが印加されているので危険です。 - J2 2.1mm標準DCジャック(4A) 基板取付用 MJ-179PH [106568] 1個
表面実装の場合、つけると裏面が出っ張ります。 - J3 ターミナルブロック 2P 青 縦 [101309] 1個
- J4 ピンヘッダ 1×4 (4P) [103950] 1個
40Pのをちぎったもので構いません。 - 温度センサーIC MCP9700-E/TO [109692] 1個
MOSFETの温度を計測するのに使用します。 - ブレッドボード・ジャンパーワイヤ(オス-メス) 15cm(赤) [108933] 8個
色は何でも良いですが誤配線を防ぐために複数色あると良いです。マイコンに接続するのに使用します。 - CPUクーラー 1個
LGA1156、1155、1150、1151に対応しているものが装着できます。Intel純正クーラー以外の足の干渉のチェックはしていません。 - マイコンボードと入出力装置
電子負荷IRV Electronic Load マイコンの決定を見て選定してください。 - U2 三端子レギュレーター 5V100mA HTC製 LM78L05 [113462]
電子負荷IRV Electronic Load 抵抗値とトランジスタの決定で電源電圧を12Vに設定した場合は不要です。
挿入実装
挿入実装の場合に共通部品に追加して必要となるものです。
- K1,K2 12Vリレー 943-1C-12DS [117418] もしくは5Vリレー 943-1C-5DS [117417] 2個
電子負荷IRV Electronic Load 抵抗値とトランジスタの決定で電源電圧を12Vに設定した場合は12Vリレー、5Vに設定した場合は5Vリレーを購入してください。 - R10,11=5kΩ,R2,R3 カーボン抵抗(炭素皮膜抵抗)
電子負荷IRV Electronic Load 抵抗値とトランジスタの決定で決めたもの(R2,R3)と5kΩ(R10,R11)が必要です。
表面実装
表面実装の場合に共通部品に追加して必要となるものです。
- R14~21=10kΩ,R2_1,R3_1 チップ抵抗 1608
電子負荷IRV Electronic Load 抵抗値とトランジスタの決定で決めたもの(R2_1はR2の値,R3_1はR3の値)と、10kΩ(R14,R16,R17,R18,R19,R20,R21)が必要です。 - R10,11=10kΩ カーボン抵抗(炭素皮膜抵抗)
R10,R11は10kΩです。1/4、1/6 W、1608のどれでも良いです。 - Q8,Q9,Q12,Q13 チップトランジスタ 低雑音 2SA1162Y 50V150mA [102634] 4個
2SA1313でも問題ありません。 - Q10,Q11,Q14,Q15 チップトランジスタ 2SC3325-Y 50V500mA [100628] 追加で4個 合計9個
2SC2712でも問題ありません。
組み立て
温度センサの取り付け
MOSFETに直接温度センサを貼り付けてください。TO-220パッケージの場合MOSFET表面の穴が空いている少し凹んだ部分に付けるとワッシャーと干渉しにくいので良いです。TO-3パッケージの場合は、側面に付けるのが良いと思います。接着剤は耐熱温度の高いエポキシ接着剤がおすすめです。
温度センサは、Voutはブレッドボード・ジャンパーワイヤ(オス-メス)のオス側を直接はんだ付けしてください。GNDをQ15のエミッタ、電子負荷IRV Electronic Load 抵抗値とトランジスタの決定で電源電圧を5Vにした場合はVddをR20の上に接続します。12Vにした場合は、Voutと同じようにジャンパーワイヤーで他から供給してください。
トランジスタの設置
CPUクーラーに接触するようにかさ上げをする必要があります。可変抵抗に付属してくるナットとワッシャーを使ってかさ上げするのがおすすめです。CPUクーラーを付けた際に、少しテンションが掛かるくらいにしてください。
トランジスタは放熱面が上に来るように設置してください。
3端子レギュレータのジャンパ
電子負荷IRV Electronic Load 抵抗値とMOSFETの決定で電源電圧を12Vに設定した場合は、3端子レギュレータ(U2)の部分でジャンパが必要です。1番ピンと3番ピンをジャンパしてください。真ん中の2番ピン(GND)のパッドに触れないように気をつけてください。
電子負荷IRV Electronic Load 抵抗値とMOSFETの決定で電源電圧を5Vに設定した場合は、シルク通りに3端子レギュレータを取り付けてください。
基板裏面につけるもの
CPUクーラーがつくのと逆側(IRV Electronic Loadと書かれている側)につけるものとして、
- J2 DCジャック
- J3 ターミナルブロック
- RV1,RV2 小型ボリューム
- SW2,SW3 スライドスイッチ
があります。
小型ボリュームの付け方
まず初めに位置合わせを行います。基板の適当な位置に置き、足と逆側のパッドと合う位置に下のように線を引きます。
その後、その位置に合わせてはんだを乗せてください。
その後、基板に置いた後、下の写真のようにリード線で足を生やして接続してください。
足とは逆側は2つのパッドとボリューム本体をはんだ付けしてください。
メタルクラッド抵抗の付け方
CPUクーラーと干渉するおそれがあるので、CPUクーラーを付けてから取り付けするのをおすすめします。太い導線でメタルクラッド抵抗の端子と基板を接続するのが良いと思います。