パワーMOSFETを直流電子負荷に活用する：Design Ideas 信号源とパルス処理（1/2 ページ）

太陽電池アレイやバッテリーなどの電源の試験に、電子回路によって構成した直流負荷を用いるが、市販製品は高価なものが多い。パワーMOSFETをリニア領域で用いると、電子負荷を自作できる。

[Ausias Garrigos / Jose M Blane（スペイン Miguel Hernandez大学），EDN Japan]

　太陽電池アレイやバッテリーなどの電源の試験に、電子回路によって構成した直流負荷を用いるが、市販製品は高価なものが多い。パワーMOSFETをリニア領域で用いると、電子負荷を自作することができる（図1）。2つのシンプルな帰還ループにより、MOSFETが、電流制御モードの電流源または電圧制御モードの電圧源として働くようにしている。

　電圧源の特性を測定するには電流制御モードを用い、電源から電子負荷で決められる電流値を供給しなければならない。電流源の場合は、負荷によって決まる電圧で電源を動作させるので、電圧制御モードを用いる。

MOSFETがこの回路のキーになる

図1：パワーMOSFETを用いて構成した直流負荷 （クリックで拡大）

　電流モードでは、R_SHUNTによって負荷電流I_LOADを検出し、それによって発生する電圧がオペアンプIC_1Aの逆相入力にフィードバックされる。このアンプのリニア・フィードバック動作範囲の直流利得は高いので、逆相入力はV_IREFに相当する正相入力と等しい電圧にとどまる。アンプはその出力値を確定してMOSFETのQ₂とQ₃をリニア領域で動作させ、電源から供給される電力を消費する。

　電源電流の値は電流ループ基準電圧V_IREFに比例し、I_LOAD=V_IREF/R_SHUNTとなる。V_IREFは、安定化した基準電圧に接続された抵抗方式の電圧分割回路を用いて設定するか、フレキシブルな構成にしたい場合には、PC用I/OカードのD-A変換器の出力を用いる。