電源のテストを行いたいときは、適当な抵抗を繋いだりするわけだが、特定の抵抗値を狙ってつくるのはめんどうくさく、また許容損失が大きいものはつくりにくい。そこでパワーバイポーラトランジスタやパワーFETを使って可変抵抗にする、というのが電子負荷らしい。電子負荷には定抵抗モード・定電流モード・定電力モードなどいろいろあるが、今回は面倒なので定電流モードのだけを考えてある。60°Cぐらいでは70W、90°Cまでいくと50Wになる。放熱が必須なのでとりあえず安いCPUクーラーを買った。程度まであげつつ流してみた。指で触れられないぐらい熱くなるということがまずわかったので、ちゃんと温度を測りながらにするため、直読温度センサーも一緒に貼りつけて温度を実測しながらに切り替えた。FET単体でも定電流素子として使われることがある通り、これでもある程度は安定して流れてくれる。定電流なのは温度が変わらないことや、負荷電圧が変化しないことが条件なので、温度上昇に伴なって電流量は増えていってしまい、電流量が増えるとさらに発熱するという、ある種の暴走状態になる。この実験では放熱器をつけて、電源側で最大2Aに制限しているので、65°Cぐらいで安定する感じだった。電流制限を安定させるため、オペアンプのフィードバックをつけた。動作が遅いので発振もしにくそう。依存する形で定電流動作をするようになる。(FETの入力の抵抗はオペアンプの出力電流を制限するため・帰還の抵抗は発振防止)。入力側の分圧抵抗によってレンジを決めている。入力する最大電圧を設定することで最大電流を決められる。放熱器に素子をもっと押しつけるといいみたいな話を聞いたので、FETまわりだけケースに取り付けることにした。クーラーなのでプッシュピンがついており、固定にはこれを使える。幅でM4の穴をあけると丁度いいみたい。これだけだとFETがケースにちゃんと接触せず、圧力がかからないので、適当なナットを貼りつけて厚さを増やしている。55°C程度で安定する。表示は4桁の7セグを1セグごとにダイナミック点灯させている。1桁ずつ表示するのが普通っぽい?けど、部品を増やしたくなかったので、同時に電流が流れすぎないようにした。やばそうなとき強制停止する機能をつけたかったので、オペアンプの入力用の電圧はAVRのポートから出している。これは電圧が安定していないので、シャントレギュレータで基準電圧をつくってからボリュームで分圧してる。上側のボリュームは半固定で、最大値を調整するためにつけてる。実際操作するのは下側のボリュームになってる。時間に対して話したいことが多すぎて、各分野での掘り下げが足りなかったとは思いますが、一通り下のほうまで盛りこみました。