スイッチング電源始動抵抗機能
スイッチング電源回路における抵抗器の選択は、回路内の平均電流値による消費電力だけでなく、最大ピーク電流に耐える能力も考慮する必要があります。代表的な例としては、スイッチングMOS管の電力サンプリング抵抗器があります。サンプリング抵抗器は、スイッチングMOS管とグランドの間に直列に接続されています。通常、この抵抗値は非常に小さく、最大電圧降下は2Vを超えません。消費電力で計算すると、高電力抵抗器を使用する必要はないようです。しかし、スイッチングMOS管の最大ピーク電流に耐える能力を考えると、電源投入時の電流振幅は正常値よりもはるかに大きくなります。同時に、抵抗器の信頼性も非常に重要です。動作中に電流の影響でオープン回路になると、抵抗器が配置されているプリント基板上の2点間に、電源電圧と逆ピーク電圧を加えたパルス高電圧が発生します。が破壊され、同時に過電流保護回路の集積回路ICが破壊されます。 このため、この抵抗器には一般的に 2W の金属皮膜抵抗器が使用されます。スイッチング電源の中には、2-4 1W の抵抗器を並列に使用するものもありますが、これは消費電力を増やすためではなく、信頼性を確保するためです。1 つの抵抗器がたまに破損しても、回路の断線を避けるために他の抵抗器がいくつかあります。同様に、スイッチング電源の出力電圧のサンプリング抵抗器も重要です。抵抗器が開くと、サンプリング電圧はゼロボルトになり、PWM チップの出力パルスが最大値まで上昇し、スイッチング電源の出力電圧が急激に上昇します。フォトカプラ (オプトカプラ) などの電流制限抵抗器もあります。
スイッチング電源では、抵抗器を直列に使用するのが一般的です。その目的は、抵抗器の消費電力や抵抗値を増やすことではなく、抵抗器のピーク電圧に耐える能力を向上させることです。通常、抵抗器は耐電圧にあまり注意を払っていません。実際、電力と抵抗値の異なる抵抗器は、最も高い動作電圧を指標としています。最高動作電圧のとき、抵抗が非常に大きいため、消費電力は定格値を超えませんが、抵抗器も破壊されます。その理由は、さまざまな薄膜抵抗器の抵抗値を膜の厚さに基づいて制御することに加えて、高抵抗値の抵抗器では、膜を焼結した後に溝を切り込むことで膜の長さを延長しているためです。抵抗値が大きいほど、溝の密度が大きくなります。高電圧回路で使用すると、溝の間で火花放電が発生し、抵抗器が損傷します。そのため、スイッチング電源では、この現象が発生しないように、意図的に複数の抵抗器を直列に接続することがあります。 例えば、一般的な自励式スイッチング電源における始動バイアス抵抗、各種スイッチング電源におけるDCR吸収ループに接続されるスイッチング管の抵抗、メタルハライドランプ安定器における高電圧印加抵抗などです。
PTC と NTC は熱に敏感な性能部品です。PTC は正の温度係数が大きく、NTC は負の温度係数が大きく、その抵抗と温度特性、電圧と電流の特性、電流と時間の関係は、通常の抵抗器とはまったく異なります。スイッチング電源では、正の温度係数 PTC 抵抗器は、瞬時電源供給が必要な回路でよく使用されます。たとえば、駆動集積回路の電源回路で使用される PTC を刺激します。電源がオンになると、その低い抵抗値が駆動集積回路に始動電流を提供します。集積回路が出力パルスを確立した後、スイッチング回路の整流電圧によって電力が供給されます。このプロセス中、始動電流の温度が上昇して抵抗が増加するため、PTC は始動回路を自動的に閉じます。NTC 負の温度特性抵抗器は、従来のセメント抵抗器に代わるスイッチング電源の瞬時入力電流制限抵抗器として広く使用されています。エネルギーを節約するだけでなく、機械内部の温度上昇も抑えます。 スイッチング電源がオンになると、フィルタコンデンサの初期充電電流が非常に大きくなり、NTCが急速に加熱されます。コンデンサの充電ピークが過ぎると、温度上昇によりNTC抵抗器の抵抗値が低下し、通常の動作電流条件下では低い抵抗値を維持します。機械全体の消費電力が大幅に削減されます。
また、スイッチング電源回路では、酸化亜鉛バリスタもよく使用されています。酸化亜鉛バリスタは、ピーク電圧吸収機能が極めて高速です。バリスタの最大の特徴は、印加電圧が閾値より低い場合、バリスタを流れる電流が極めて小さく、デッドスイッチに相当することです。電圧がバルブの閾値を超えると、バリスタを流れる電流が急増し、バルブが開くのに相当します。この機能を使用すると、回路で頻繁に発生する異常な過電圧を抑制し、過電圧による損傷から回路を保護することができます。バリスタは、一般的にスイッチング電源の主電源入力端に接続され、電力網によって誘導される雷の高電圧を吸収し、主電源電圧が極めて高い場合に保護の役割を果たします。
