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スイッチモード電源の入力過電圧を効果的に防止する方法 (Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)
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スイッチモード電源の入力過電圧を効果的に防止する方法 (Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介) |
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「アプリケーションラボ」は、Digi-Key社のご協力をいただいて、Digi-Key社が公開している新製品や技術情報を日本語でご紹介するWebページです。基礎技術から最新技術まで有益な情報を公開していますので、是非ご活用ください。 今回は、スイッチング電源を入力過電圧から保護するための設計法と部品の選び方について解説した記事をご紹介します。 ■スイッチモード電源の入力過電圧を効果的に防止する方法 現在の電源装置の多くは変換効率のよいスイッチングレギュレータが使用されていて、負荷が変動しても安定した電圧を供給することができます。商用電源の変動範囲は、日本の場合、100Vは101V±6V以内、200Vは202V±20V以内と定められていますが、入力電圧が安定していない国や地域では変動幅が20%～30%(最大値でAC274V～299V)になる場合があります。 入力が過電圧になると電源が破損したり、装置が故障したり、火災が発生したりする恐れがあるので、一般的な電源には300Vを超える入力過電圧を防止する対策が必要になります。 【アプリケーションラボ】の解説記事では、MORNSUN社のスイッチングレギュレータを例にして、入力過電圧に対する保護要件を解説しています。MORNSUN社は、1998年に設立された中国広州市に本社を置く電源メーカーで、MORNSUN Powerをブランド名にしています。  フライバック方式のスイッチングレギュレータの構成 (MORNSUN社の資料より引用) フライバックコンバータはフライバックトランスを用いた絶縁型コンバータで、スイッチング用MOSFETがオフの時にトランスに蓄えたエネルギーを利用するため、MOSFETのオン/オフにかかわらず出力が得られます。フライバックコンバータは大電流を必要とする用途には不向きですが、部品点数が少なく昇圧も降圧も可能という特徴があり、現在もっとも多く利用されている電源方式です。 フライバックトランスは大きな電磁エネルギーを蓄積できるトランスですが、コアの透磁率を高くすると電磁エネルギーを蓄えることができなくなります。そのため、フライバックトランスでは、コアの一部にギャップを設けて透磁率の低い箇所を作ることで電磁エネルギーを蓄えられるようにしています。 バリスタは所定の電圧になると急激に電気抵抗が低くなるデバイスで、電源の入力と並列に挿入します。回路が正常に機能するときは高抵抗ですが、過電圧がかかると急激に低抵抗になって過電流をバイパスします。 Xコンデンサは電源ラインの線間に接続するコンデンサで、線間を高周波的に短絡することで、ノーマルモードノイズを低減することができます。Xコンデンサは商用電源に直接接続されているため、電源ラインに発生するサージ電圧が直接印加されてしまいます。そのため、このサージ電圧に耐えることのできるXコンデンサを選定しなければなりません。なお、コモンモードノイズ対策用のコンデンサはYコンデンサと呼ばれます。Yコンデンサは電源ラインとグランド間に接続します。 ここで解説されているデバイスは、マルツオンラインのウェブサイトで購入できますので、是非参考にしてください。
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【マルツの技術情報】 マルツエレックは回路設計のご要望にお応えします |
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| 【LP41：制御回路】 ▼ 光検出器の増幅演算回路の製作 光検出器(Photodetector) を使用し、光電効果などを応用して、光を電気信号に変換し、電圧値を必要に応じて、増幅しています。4ch の入力信号源とREF 信号源にて演算を行い、出力しています。 資料のダウンロードはこちらから。 回路設計に関するご相談・お見積りは無料です。こちらからお気軽にお問合せください。 |
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