スイッチング電源の基本的な選定基準
スイッチング電源選定の基本
電圧と電流の範囲は、回路の消費電力に基づいて計算される限り、決定するのが最も簡単な指標です。 極端な高供給電圧と低供給電圧のテストについても考慮する必要があります。
ほとんどの固定電源では、出力電圧は ±10% の範囲内で変動します。 回路要件を満たさない場合は、出力を調整できる電源や、より大きな変動幅を持つ電源を選択できます。
組み合わせたデバイスがこの電源によって電力供給される場合、デバイスに必要な最大電流の 75% ～ 90% が 1 つの電源によって供給され、不足する部分は 2 つ以上の電源に並列接続できます。
スイッチング電源の拡張と安全性
1. 並列または直列運転
電源が必要な電圧または電流範囲を満たせない場合、2 つ以上の電源 (または同じ電源の異なる出力) を並列または直列に接続して使用できます。 この動作モードでは、一方の電源が主制御側として機能し、もう一方の電源が被制御側として機能することを除いて、各電源モジュール間の電圧安定化回路と制御回路間の接続は依然として存在します。
2.過負荷保護
電源は使用するさまざまな回路に供給する必要があるため、これらの回路の電流流量が不明な場合があります。 電源の損傷を避けるために、保護回路の範囲を設定する必要があります。
ほとんどの電源には次のような特性があります。出力範囲を超えた場合、出力は最大出力値に留まるか、自動的に電源がオフになります。 プログラマブル電源の中には、プログラムによる出力範囲の設定に加えて、電源の安定出力の種類を自動的に設定できるものもあります。 つまり、外部回路が必要とする電圧または電流が設定された制限を超えた場合、電源は定電圧源から定電流源、または定電流源から定電圧源に自動的に切り替わります。
電源に保護ダイオードを追加すると、外部電源の極性を誤って接続した場合の損傷を防ぐことができます。 温度センサーは、過負荷または無効な冷却下での連続動作による電源の焼損を防ぐためにも使用できます。
スイッチング電源内の損傷の潜在的な根本原因
1. 脈動と騒音
理想的な DC 電源は純粋な DC を提供する必要がありますが、スイッチング電源の出力ポートに重畳される脈動電流や高周波発振など、何らかの干渉が常に存在します。 これら 2 種類の干渉は、電源自体によって生成されるピーク ノイズと組み合わされて、電源の断続的でランダムなドリフトを引き起こします。
2. 安定性
線間電圧や負荷電流が変化すると、直流電源の出力電圧も変動します。 電圧安定化の度合いは、電圧安定化回路のパラメータによって決まります。パラメータは、フィルタリングコンデンサの容量とエネルギー放出率を指します。
比較的一定の電源を使用して電源に電力を供給する場合は、基本的な負荷安定化のみが必要です。 安定性の大きさは一般に、出力電圧のパーセンテージ、または無負荷または全負荷時の電圧の変化として定義されます。
3. 内部インピーダンス
電源の内部抵抗が比較的大きいと、負荷にとって 2 つの欠点があります。 まず、負荷調整回路の動作に悪影響を及ぼします。 また、負荷電流が変化すると、直流電源の出力も変動します。 この変動は、パルスやノイズがテスト結果に与える影響と同じように、テスト結果に影響を与えます。
4. スイッチング電源の過渡応答または回復
電源の過渡応答の大きさと回復時間は、出力負荷が突然変化したときに電源レギュレータ回路が通常の電圧を回復する能力を示します。 電源の過渡応答と復帰を校正するパラメータは 2 つあります。1 つは負荷急変時に出力される偏差値です。 2 番目は、出力が元の値に回復するまでにかかる時間です。 均一性を保つため、負荷が 10% 変化した場合、出力偏差は通常、ピーク電圧からの出力偏差のミリボルトを使用して校正され、回復時間は出力を通常の値に戻すために使用されるミリボルトを使用して校正されます。 他のメーカーの中には、回復時間を測定するためにより大きな負荷電流の変化を使用するものもあります。 たとえば、出力電流が 50% から 100% に変化したときに、通常の値に戻るまでにかかる時間です。
