スイッチング電源における突入電流の理由
過去から現在まで一般的に使用されているさまざまな電源のうち、スイッチング電源は非常に人気があり、一般にあらゆる設計要件を満たすことができます。このような電源は経済的ですが、工業設計にはいくつかの問題があります。これは、多くのスイッチング電源（特に高出力スイッチング電源）に、電源投入時に大電流が流れるという固有の欠点があることです。この突入電流は、電源の静的動作電流の10倍から100倍に達することがあります。その結果、少なくとも2つの側面の問題が発生する可能性があります。まず、DC電源が十分な起動電流を供給できない場合、スイッチング電源がロック状態になり、起動できなくなる可能性があります。次に、この突入電流によって入力電源電圧が低下し、同じ入力電源を使用している他の電源装置の瞬時電源ダウンを引き起こす可能性があります。
入力突入電流を制限する従来の方法は、負の温度係数を持つ熱電流制限抵抗器 (NTC) を直列に接続することですが、この単純な方法には多くの欠点があります。たとえば、NTC 抵抗器の電流制限効果は周囲温度に大きく影響され、電流制限効果は入力主電源グリッドの短時間の中断 (数百ミリ秒程度) 中に部分的にしか達成できず、NTC 抵抗器の電力損失によってスイッチング電源の変換効率が低下します。....... 実際、上記の 2 つの問題は「ソフト スタート回路」によって解決できます。詳細については、以下で説明します。
1 スイッチング電源の突入電流の原因
スイッチング電源の入力回路の大半はコンデンサフィルタ型整流回路を採用しており、入力電源の投入時にコンデンサの初期電圧がゼロであるため、コンデンサの充電時に非常に大きな突入電流が発生します。特に高出力スイッチング電源では大容量のフィルタコンデンサを採用しているため、突入電流は 100 A 以上にまで達します。電源投入時にこのような大きな突入電流が発生するのは、「ソフトスタート」回路によるものです。電源投入時にこのような大きな突入電流が発生すると、その電流が大きいほど入力ヒューズが切れたり、スイッチの接点が切れたり、整流ブリッジが過電流で損傷したりします。また、電流が小さいほどエアスイッチがゲートを閉じることができません。上記の現象はすべてスイッチング電源が正常に動作できない原因となるため、ほとんどすべてのスイッチング電源ではソフトスタート回路の突入電流を防止するように設定されており、使用されているロボット電源が正常に動作し、信頼性があることが保証されています。
2 ソフトスタート回路の電気的動作原理
スイッチング電源の起動時に突入電流を排除するために「ソフトスタート回路」を使用すると、前述の従来の突入電流制限方法の欠点を回避できます。スイッチング電源の起動を制御して「ソフトスタート」で突入電流を排除するには、電源投入時に負荷を取り除き、同時に有効な電流を制限するという 2 つの設計原則があります。スイッチング電源は、負荷を駆動していない場合は通常、非常に少ない電流で起動します。多くの場合、起動電流は、この方法で維持される定常動作電流よりも実際に少ない場合があります。
