DC-DC昇圧コンバータ（あるいは、ブースタコンバータという）は、低い直流電圧を高い直流電圧に変換するデバイス。多くの種類が市販されており、気軽に購入するものはやはり中国製になってしまい、以下のひとつはAmazon経由で中国から送られてきたもの、送料込で500円以下。

上記の商品はよく見かけものだが、製造メーカーも型番もない。コピー品が氾濫されているからだろうか。スペックは値段の割にすごい：入力DC電圧10～32V、出力DC電圧12～35V（写真の左側にある、10回転半可変ボリュームにて精密に調整可能）、最大入力電流16A、最大出力電流10A、最大電力150W、変換効率が最大94%。

上記の最大出力電圧35Vは出力平滑コンデンサ1000uF/35Vの制限になる。そのコンデンサを耐圧50Vのものに変えれば、最大出力電圧をアップすることは可能だという。無論、半可変ボリューム（商品では10kΩ）もより抵抗値の大きいもの（たとえば15kΩ）に変えないといけないだろう。

昇圧コンバータなので、出力電圧が入力電圧を下回ることはできない。用途の一例として、入力電圧にACアダプター（電圧10V以上に固定されたもの）、あるいは市販カーバッテリー（電圧12V）を繋ぎ、出力電圧を必要に応じて変えれば、電圧可変なACアダプター代わりになる。

入力電圧にある程度の変化があっても、出力電圧はほぼ定電圧になるのは本コンバータの特徴。たとえば、出力電圧を20Vに設定すると、入力電圧が10～18V以内の変動なら、出力電圧はきちんと20Vのままになることが実験で確かめられた。

今回、用途はあまり考えずに、上記のDC-DCコンバータに、保護ヒューズ、出力電圧表示、出力電圧切替スイッチを追加して、アダプター化して遊んだ。要するに、電子工作のための遊び。

入力電圧として想定したのは12V/4A（つまり48W級）のACアダプター。それ以下の電圧では本コンバータが動作しない（入力電圧10V以上が動作条件）、それ以上の電圧では本コンバータを使う意味が少なくなる。出力電圧はいちいち多回転ボリュームで調整するのはめんどくさいし、間違いやすいので、スイッチで切り替えることにした。出力電圧は 15, 16, 18, 20, 24Vの5段階。15Vのかわりに14Vでもいいかもしれないが、切りのいい数字ということで15Vにした。

本コンバータからLED、多回転半固定ボリューム、入力・出力ターミナルブロックをまず取り外す。LEDを流れる電流は最大でも1mAしかなく、残しても全くエネルギーの浪費にならないが、必要のないものを残したくない。ターミナルブロックはどうしても接触不良を心配するから。

ケースは手持ちのACアダプターのプラスチックケースを流用。空間的にほとんど余裕のないケースだが、ネジ止めや、プラスチック材質ゆえの加工しやすさや絶縁性に助けられた。

以下は作成後の外観。

入力ジャックに標準品を使った。内径2.1mmと2.5mmの2種類があるが、より細い2.1mmにした。センタープラス。そこからミニガラス管用保護ヒューズに繋いで、ショート防止に努めた。ACアダプターにこんな形のヒューズホルダをみかけることはめったにないが、コスト無視できるのはユーザの特権。

出力電圧の調整は実験で以下のことがわかった。10Vを基底として、多回転ボリュームは2kΩずつ5V増えていく。つまり、2kΩ抵抗では15V、4kΩ抵抗では20V、10kΩ抵抗では35Vになる。したがって、15, 16, 18, 20, 24Vにするには、出力電圧切替スイッチにつける抵抗はそれぞれ、2kΩ, 2.4kΩ, 3.2kΩ, 4kΩ, 5.6kΩ となる。精確な抵抗がなければ、その前後の抵抗値や2つの抵抗を直列して使う。0.5V以内の電圧誤差で問題になることはないだろうから。

以下は内部写真。接線がきたないので、いつもその改善に悩まされるが。

なお、出力電圧表示はミニデジタル電圧計を出力につけるだけのもの。出力電圧表示によって、出力電圧をひと目で確認できるだけでなく、異常（電源の発振等）に気づくきっかけにもなる。

５年前に入手したものだが、1972年製造からの年代経過によって、バッテリー室や一体化テスタリードが劣化している。そのままでは自分の感覚では実用にならないので、改造を実施した。

テスタ全体がサイズ大きく、改造しやすかった。結果的に施した改造は以下の通り。

1. ケースを分離して、裏の一部だけを残す。
2. 一体化テスタリードを取り外し、フロント右側のスイッチ部分に、コネクタを追加。

3. バッテリー室の改造。
　もっとも大変な改造部分。もともとは単３電池６本（1.5V×6 = 9V）、単２電池１本だが、改造では 単３電池６本をリチウムイオン電池３本（3.7V×3 = 11V）にした。

電池ボックスを塩ビ板に接着剤で固定し、さらに電源スイッチを追加した。

バッテリー室の底（電池ボックスを固定するため）と蓋は塩ビ板を使った。加工しやすく絶縁するから。ただ、蓋のうえにさらにアルミ板を一枚追加するとより見栄えがよいだろう。

以上で改造完了。今日のテスタにはあまり見かけなくなったロー電圧での抵抗測定ができるのが本テスタの優位点。

せっかく小型電圧電流計を入手したので、使い道として、学生時代につくった実験用電源につけることにした。

スペックは 出力1.３～15V / 0.5A という安定化電源。３端子レギュレターLM317を使っている。本電源は１回作り直したことがあり、その時、フロントとリアを入れ替えていた。

ケースを開けると手作り感が満点。いまではもう少しマシなものがつくれるはず。

再利用できるものは、電源トランス、電源スイッチ、電圧調整ボリューム、ターミナル等。その他の部品は手元にあるものでも代用できそう。

また、必要性はあまり感じないが、出力電圧を 0～16V に拡大したい。回路が多少複雑になる。

ということで、今回の作り直し回路はまず下のもの。しかし、実測では出力電圧は確かに0（正確には 0.1V）に下げたが、リップル電圧が40mVと大変高い。理由はマイナス電源側が、半波整流＋平滑コンデンサ＋LM385 ではリップルが40mVとなっているから。

改善策として、LM385の代わりに、3端子レキュレターLM337を下記のように使うことにした。これで、出力に含まれたリップル電圧が 0.3mV（Fluke 78VによるAC測定、真の実効値）に下がり、一般の安定化リニア電源と同レベルになった。なお、小型デジタル電圧電流計を組み込んだからといって、ノイズが増えたことは測定からは確認できなかった。

さて、最大の難関は電圧電流計をフロントパネルに埋め込むための穴あけ作業。従来の穴をうまく隠しながら、四角い穴を新たに開けるので、つぎのように配置した。LEDは電圧電流計の点灯で必要がなくなり、その穴をターミナルに使うことにした。

手持ちのハンドニブラが使いやすいか、若干切りすぎたところがあったが、思ったよりも簡単にメータを埋め込むことができた。

内部の配置。

以上で、安定化電源の作り直しは完了。

＜改善 2019.02.12＞
　半波整流回路は効率が悪いので、回路をブリッジダイオードに直した。また、コストが安く、手に入りやすい電源トランスを使いたいので、２次側はセンタータップのない電源トランスで動くようにした。以下が改善した電子回路図。

抵抗器R1は発熱するので、定格電力1Wものが良いだろう。ブリッジダイオードは何でもいいが、定格電流1.5A以上で良いだろう。残りのダイオード4つも何でも良いが、定格電流1Aぐらいで問題ない。電解コンデンサC5がないと、LM337が発振してしまう可能性があり、つけるようにしよう。

センタータップでない電源トランスが手に入りやすく、出力電圧が 0から調整できて、リップル電圧が 0.2mV以下（実測では0.1mV）であった本改善回路は簡易型安定化電源の決定版と言っていいだろうか。

前回の記事では非安定化リニアACアダプターを安定化ものに改造する話をし、実践してみた。ただ、結果的にはで出力電流が約250mAと多少小さかった。

今回は定格12V/500mAの安定化リニアACアダプターへの改造に再チャレンジした記事。改造後の使い道は主として、Agilent LCRメータU1733Cの外部電源にしたい。LCRメータは安価なDE-5000（秋月電子通商が販売中）も有名だが、DE-5000は100kHzの測定がいまいちとか、信頼度の面では自分としてどうしてもAgilentに軍配をあげる。しかし、U1733Cにスイッチング方式のACアダプターを外部電源として使うと、表示が安定せず、あるいは、内部のバッテリーと異なる表示をしたりする。ACアダプターを取り替えると、挙動がまた変わるので、測定器の外部電源として、やはりリニア電源だなとわかるようになった。無論、きちんとした測定をするときには、外部電源として、生のリチウムイオン充電池３本を直列して使うことにした。ノイズを一切排除できると考えられるから。

さて、改造のベースとなりうるACアダプターの条件とは、前回の記事で分析したとおり、ケースが開けられること、定格電圧が15Vであること。ケースの開けられるものは手持ちから物色すると、以下が見つかった。ただ、問題は定格電圧が24Vと高すぎること。仕方なく、前回の記事で測定対象となっていたACアダプターを献体として破壊し、電源トランスを取り出した。入れ替えてみたら、電源トランスがうまくベースに入り、超ラッキー。

そして、サイズを合わせて基板をつくり、ブリッジダイオード、平滑電解コンデンサ1000uF/35V/105℃品、3端子レキュレータ 7812、出力側用電解コンデンサ 220uF/35V/105℃品、保護用ダイオードを手持ちのものから適当に選び、はんだ付けして完成。趣味の一環なので、コストは当然気にしない。

では実測。無負荷では出力電圧は12.08V、出力リップル電圧は0.3mV（Fluke 87Vは真の実効値表示）。23Ω抵抗を負荷として繋いだら、出力電流が約500mAとなり、出力電圧は11.52Vに低下。その時のリップル電圧は0.4mVだった。放熱用アルミ板はそれほど熱くはなかった。

目標とした定格電圧12V/500mAがクリアしたのだ。最後に電子負荷での確認画面をアップしておく。

以上で、安定化リニアACアダプターの改造がおわり。

世界的に販売するため、コスト削減にしたいためなどの理由で、ACアダプター付属の商品が昔以上に大幅に増えている。

日本は商用電源が100Vに統一しているが、世界的にみると220Vや110Vが圧倒的に多く、しかもコンセントは形も足の本数も異なる。昔は電源変圧器（トランス）にタップをつけて、スイッチで切り替えることで各国の電圧に対応していた。しかしこれができたとしても、コンセントごとに電源ケーブルを用意しなければいけない。コスト競争の今日ではこんなことをやってられない。だから、ACアダプターが大繁盛になったわけだ。ACアダプターは中国製だと数十円のコストしかかからず、日本製電源ケーブルよりも安い。

さて、ACアダプターはたくさん出回っているが、ラジオや測定器に使えるACアダプターは案外少ない。ひとつめの原因はACアダプターはスイッチング方式が主流になったこと、もうひとつの原因は従来のリニア方式であっても安定化回路が入っていないものがほとんど。

スイッチング方式のACアダプターは省エネ、軽量小型という点では革新的だが、出力にノイズが多く含まれ、ラジオや測定器には向かない。

安定化回路が多くのスイッチン電源に取り入れられているが、リニア電源には放熱の問題や安全・コストの考慮から省いたものがほとんど。安定化回路の入っていないACアダプターは負荷のない場合に出力電圧が定格電圧よりも数割高く、機器に悪影響を与えない保証はない。

ということで、本記事ではリニア方式のACアダプターを改造して、安定化回路を取り入れてみる。

ところが、コスト削減のためか、ユーザが開けられるACアダプターはほとんど見かけなくなった。運がよく、手元にネジ止めのACアダプターがあった。

ACアダプターは出力が定格9V、800mAとなっているが、無負荷時の出力電圧は実測では約12V。中をみると、全波整流後に1000uFのコンデンサという平滑回路のみの回路で、安定化回路は入っていない。

そこで、9Vの出力になるような安定化回路を組み込みたいが、３端子 レギュレータ にはドロップアウト電圧として数V（2～3V）が必要で、このACアダプターで9Vの安定化出力に改造することは簡単ではない。

解決策として、①電源トランスを改造、②整流ダイオードを取り替える、③ドロップアウト電圧の少ない３端子 レギュレータ を採用する、の組み合わせになる。

①電源トランスの改造
３端子 レギュレータ の入力電圧、つまり、電源トランスの２次側電圧を2～3V高くすればいいわけだが、そうするために、２次側の巻線を巻き増すことが必要で、素人には無理だろうし、大掛かりの作業が必要になる。真空管アンプをつくるひとは趣味のため、コストを無視して自力でやっているひとはいるようだが、ACアダプターの電源トランスを改造することはあまり聞かない。ということで、①の解決策はほとんどのひとにとって意味のない選択肢。それよりも、同じサイズの電源トランスに取り替えることが現実的かもしれない。

②整流ダイオードの取り替え
いわゆる、電圧降下の少ないショットキーダイオード等に取り替えることだが、今回のACアダプターでは全波整流のため、取り替えたとしてもたかだか0点数Vの改善にしかならず、効果が薄い。ブリッジ整流であれば、最善のケースでは1V近くを確保できるかもしれない。

③ドロップアウト電圧の少ない３端子 レギュレータ の採用
本命は①だが、ふつうのひとには無理ということで、この③がもっとも効果のある解決策になるだろう。ふつうの３端子 レギュレータ が動作するのに、入出力電圧の差は最低2～3Vが必要。しかし、低ドロップアウト電圧の３端子 レギュレータ （業界用語ではLDO レギュレータ という）は0.6V以下でOK。今回のACアダプターのケースでは9Vの出力電圧を確保するのは難しいとしても、8Vの出力電圧なら、0.6V以上なので理論上可能なわけだ。

以上の分析から、今回はLDO レギュレータ を使うことにした。

幸い、手元の備品を探したら、出力8VのLDO レギュレータ が見つかった。すでに生産中止になったかもしれないが、LM2930T8.0 という型番。出力電流150mA以内なら、0.6Vのドロップアウト電圧がスペック上保証されている。

8Vの出力電圧でも、9Vとしてほとんどの用途では通用する。リニア方式の非安定化ACアダプターは電圧が数割も上下するので、8Vの出力電圧では動かないことは考えにくい。安定化スイッチング電源でも1Vの差が許容範囲のギリギリところだと思われる。

超小型放熱アルミ板につけて、出力にさらに電解コンデンサを付け加えて改造が完了。

では、改造が完了したACアダプターを実測してみた。以下は証拠写真。

純抵抗を出力につけて、実測したデータは以下の表のとおり。

出力電流が170mAまでなら、出力電圧が約7.8V以上にキープしているが、310mAにすると、明らかに出力電圧が低下してしまった。ドロップアウト電圧のスペック外になったのがその理由だろう。最大出力電流が300mAまで保証してくれるLDO レギュレータ （ネットで調べたら、後継デバイス LM2937ET-8.0 は500mAまでのドロップアウト電圧を0.5Vにしてくれるらしい）に取り替えるのは改善策だが、ラジオや測定器の電源として使うので、200mAでも十分。

つまり、結論として、定格8V/0.2Aとして、改造済ACアダプターを使うといい。

最初から、6V/500mAの安定化リニアACアダプターへの改造を目標にすればまったく苦労がなかったかもしれない。逆に、9V出力の安定化ACアダプターに改造するなら、12Vの非安定化ACアダプターを探すほうが無難。難題はケースの開けられるものが見つかること。

最後に、非安定化リニア方式ACアダプターと、非安定化スイッチング方式ACアダプターをひとつずつ取り出し、それぞれの特徴を比較しておく。

出力定格15V 800mAとなる非安定化リニア方式ACアダプター。スイッチング方式のACアダプターに比べて重くて大きいのが特徴。無負荷時と純抵抗を出力につけたときに実測した値は以下のとおり。定格電圧15Vに比べて、無負荷（つまり、出力開放）時の出力電圧は20Vに近く、3割増し。出力電流が大きくなってくると、出力電圧が低下し、800mAでは、おそらく15Vになっているだろう（800mAちょうどの抵抗は用意できなくて、あくまでも推測）。ただ、平滑コンデンサの容量不足か、出力電圧にリップル成分は高すぎる。ケースを開けることはできず、中身を調べることはできなかったが。

定格出力が12V 1Aとなる非安定化スイッチング方式ACアダプター。軽くて小さいのが特徴。非安定化でも、無負荷時の出力は1割増し、リニア方式に比べて出力電圧の変動は小さい。しかし、出力電圧に含まれるリップル電圧は高く、ラジオや測定器の電源としては厳しいと言わざるを得ない。

スイッチング電源キット DSP5015 が順調に稼働しているが、YouTube上に放熱ファンを高温時にのみ動作させるという動画があり、真似してやってみた。

スイッチング電源 DSP5015には２つのファンがあり、メイン基板にあるそれとメタルケースの壁にあるもの。どちらも放熱用だが、メイン基板にあるファンは出力電流が10Aを超えたらはじめて動くようで、ケース壁のファンは常時回転していてうるさい。

そこで、サーモスイッチを導入して、ケース温度が、たとえば、45℃を超えたら壁ファンが動くようにすれば、静かな電源に変身するわけだ。

AliExpressで注文すると配達されるまでのひにちがかかるので、今回はaitendoで購入。どちらも中国製 KSD9700 というサーモスイッチ。常時オープンと常時クローズの２タイプあるが、温度が上昇したらファンの電源スイッチを入れて放熱するという目的なので、かならず常時オープンというタイプを選ぼう。

動作確認をテスタの抵抗レンジでやってみた。常温時は両端子間の抵抗値が無限大、半田コテを当てて温めると、両端子間の抵抗値がゼロとなったので、商品に問題ないと判断。

つぎに、スイッチング電源 DSP5015 にサーモスイッチを格納するスペースをうまく見つけ、サーモスイッチを通るよう、壁ファン駆動基板の電源ケーブルをつなぎ直せばよい。

スイッチング電源は電圧変換の効率が大変よいようで、8A、150W以上の電力を出力しても、メイン基板のファンも壁ファンも全く回転しない。日を改めて電子負荷を用いて再度確かめる。壁ファンが回転する様子を確認できるまではまだ不安だ。

電源トランスは従来のシリーズ電源では大きくて重いものだったが、スイッチング電源の登場によって小型高周波トランスだけでよいことになった。大型電源トランスは駆除され、ますます入手困難になっていく。

本記事では、電源トランスの良否を電子負荷でテストしてみる。

そのまえに、購入した電子負荷は直流専用で、トランスの交流電圧に対応できないので、簡易整流回路を用意しておく。ブリッジダイオード＋平滑コンデンサという組み合わせ。

手元にあった大型ブリッジダイオードとして、BR154をみつけた。BR154は
15A  / 400V というスペックで、電子負荷キットの最大電流20Aに及ばないものの、問題になることはないだろう。また、電解コンデンサとして、4700uF / 50Vをみつけた。100V以上耐圧のものがあれば使いたいが、大容量で高耐圧の電解コンデンサは残念ながら手元にない。

手元にさまざまな電源トランスが残っているが、取り敢えずだいぶ昔に購入したTOEI電源トランスで実験してみた。1次側は90Vか100V対応。2次側は2組、それぞれ 18V / 0.2A との表記。

電子負荷はひとつしかもってないので、電源トランスの2次側を直列接続してテストすることも考えたが、直列接続すると電圧は36Vになり、有効値から最大値に直すと、36×1.414 = 51Vになり、さらに無負荷時の数割増しの電圧を加算すると、電解コンデンサの耐圧50Vを数割超えてしまう。2次側の直列接続は諦めるしかない。

そこで、2次側の1組に電子負荷、もう1組に100Ω抵抗をつけることにした。18/100 = 0.18A、定格電流の0.2Aに近いので。

無負荷では整流回路の出力電圧は約25V。電流を定格の約0.2Aに調整すると、電圧は18.3Vに低下。

さらに2割増しの0.24Aに増やすと、定格電圧の18Vになった。トランスの2次側電圧と整流回路の出力電圧は異なる値とはいえ、一応定格の電圧と電流が得られた。

±15Vオペアンプ用電源として購入していた電源トランスだったのかもしれない。15Vとの3Vの差は三端子レキュレター（7815や7915）のために確保したものだ。

ここまでのテストで、±15V / 0.2A の定電圧電源用電源トランスとしては問題ないと言えよう。