ダミーロードの製作(空冷)

単純な無誘導抵抗ではなく、周波数特性が明記されているチップ型終端抵抗を使ってダミーロードを作ってみました。

チップ型終端抵抗は高価だと思っていましたが、150W ～1GHz VSWR1.3程度のものたと1k程度で入手できるんですね。

放熱器はアルファのU81C-60で、一昔前のCPUクーラーです。ファン無しで50W程度、本来はファンを当てて強制空冷するタイプです。

このアルファの放熱器はアルミ製ですが、CPU接触面に3mm厚程度の銅板が仕込まれていて、銅板により熱の拡散が速く行われるようになっているマニア受けする放熱器です。

ダミーロードとしても、小さいチップ型終端抵抗の熱を速く放熱器全体に拡散してくれるはずです。
ダミーロードに使うチップ型終端抵抗はDICONEX 17-0340にしました。50Ω 250W DC～3GHz VSWR 1.25という規格で、届いたチップ単体をAA-600で調べてみると、確かにAA-600の限界の600MHzまでVSWR1.1程度のようです。

CPUクーラーは同じようなサイズのダイキャストケースに取り付けることにしました。このアルミダイキャストケースも高価だと思っている方が多いですが1k程度で入手できます。
しっかりしているし、加工も容易なので、アルミケースよりもお買い得だと思いますよ。

ダイキャストケースにチップ型終端抵抗を取り付けて、ダイキャストケース経由で放熱器とすると、熱の伝導率が悪くなりそうです。そこで、ダイキャストケースに穴を開け、放熱器にチップ型終端抵抗をダイレクトに取り付けることにしました。

ダイキャストケースに大穴を開けるのは大変ですから、30Φのホールソーで丸穴を空け、放熱器の裏側を出して、放熱器の裏側の銅板に直接チップ型終端抵抗を取り付けています。

チップ型終端抵抗と、コネクターはテフロン同軸でコネクタから最短で接続しています。このような配線でも150MHz程度なら問題ないようです。

初めてチップ型終端抵抗を使ったので、まじめにデータを取ってみました。

放熱器は図体はデカイのですが、フィンが密集していて自然空冷では50W程度と想像されるため、連続50Wを入力して、チップの表面(セラミック部分)とチップの温度が高くなっている時の放熱器(中心あたり)の温度を計測してみました。

最初の30秒で室温30度から急激に温度が上昇しますが、その後が一定の割合で温度が上昇していくようです。自然空冷とはいえ、放熱器もそれなりに頑張っているようです。

今回使っているDICONEX 17-0340はチップ温度110度で定格の250Wに耐えられますが、手元の温度計は99度までしか計測できません。
10分経過しても温度は上昇しており、温度平衡点があるのかは不明でしたが、連続10分でまだ余裕があることが判ったので実験は中止しました。もし、強制空冷にするなら60度辺りでサーモスタットを動作させるような感じでしょうか?

50W連続10分程度では全く問題ないことから、100W連続なら数分程度か100WのSSBやCWなら連続で使えそうです。

試しに200W連続でも試しましたが、90秒でチップ温度が99度を超えましたので、明らかに放熱器の容量不足ですが、200W連続1分以内なら使えることが判りました。

SWR特性はHF帯では1.02程度、50MHzで1.05、150MHzで1.12、430MHzでは1.8程度となりました。
200MHzあたりからSWRが急に悪化していますが、恐らく僕の配線と工作が稚拙なためです。

チップ型終端抵抗を使ったダミーロードの感想を纏めてみました。

・簡単に周波数特性の良いダミーロードが安価に手早く作れる。
・周波数補正板は不要だけど、放熱器が必要。
・定格の1/3～1/5程度なら目分量とナンチャッテ工作でも使えそう
・定格の連続で使うには、それ相応の技術(熱計算と金属加工)が必要

これからダミーロードを作るならチップ型終端抵抗を使ってみてはいかがでしょう?