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電源事典|
》 電源事典 1-4 良い電源の条件とは？ 同じ出力を得るために、ただ単純に出力を得るためだけであれば非常に簡素な回路構造にすることで価格を安く押さえることが出来ます。 ■ 入力電圧変動に対して出力が安定していること 一般家庭では、通常AC100Vが給電されていますが、この電圧が低下してしまう場合があります。 ■ 効率が良いこと 電源に入力される電力のうち、パソコン電源では20%から30%以上が無駄な熱になって放出され電源内部の温度を上げ、寿命低下の要因となったり、周辺機器の温度を上げてしまいます。(図1.14)
効率が高いほど良い電源といえますが、高調波電流を抑制するアクティブフィルタを装着するなど、回路が複雑になると効率も低下する傾向にあります。
図1.14 効率が悪いと多くの熱が発生する ■ 力率が良いこと 力率は見かけの電力(皮相電力)と実際に消費される電力(有効電力)の比で表されます。
力率が低いと電源への入力電流が増加し、結果的には配電設備が有効に活用できないという事になります。
図1.15 力率の低い電流波形と力率の高い電流波形の比較。 なお、アクティブフィルタの有無は電圧切替えスイッチの有無から推測できます。(写真1.1)
写真1.1 115V/230V切替スイッチ ■ ノイズが発生しないこと ノイズには「耳に聞こえるノイズ(騒音)」、「入力ACラインを伝って外部に漏れ出すノイズ(帰還ノイズ)」、「電波となって放出されるノイズ(輻射ノイズ)」があげられます。これらはいずれも低いレベルであることが良い電源といえます。 ■ 突入電流が小さいこと 突入電流とは、電源に入力電圧 (AC)を印加した瞬間に流れる電流の大きさをいい(図1.16)、この電流値が小さい方が良い電源といえます。
図1.16 突入電流 (電源を入れたとたん部屋の明かりが瞬間暗くなる現象がありますが、これは突入電流によるもので瞬間的に100A近く流れる場合もあります)この現象を防止するため突入電流防止回路を入れるのが一般的です。
図1.16-1 パワーサーミスタ方式 図1.16-2 サイリスタ方式 ■ 漏洩電流が小さいこと 漏洩電流とは、電源から漏れ出し、大地に流れる電流です。(図1.17)
図1.17 漏洩電流 漏洩電流が小さい方が良い電源といえます。漏れ電流が多いと感電するなど安全上の問題が生じます。(漏洩電流を小さくすると帰還ノイズ、輻射ノイズが増えるため、ノイズ抑制と漏洩電流の抑制のバランスを取ることが難しいです)特に医療用規格に対応するためにはこの規制が厳しくAC100V時0.5mA以下と決められています。 又、日本国内の単相二線配線（クラス�教ヾ錙砲砲�いては、このリーク電流の規制(ガイドラインとして1mA以下)が必要です。更に漏電ブレーカの誤トリップ防止にも低い値を要求されます。 ■ リップルが小さいこと パソコンに供給される直流電圧の変動が小さい方が良い電源といえます。リップル電圧とは出力の直流成分に重畳される入力電圧の周波数やスイッチング周波数に同期した変動成分を言います。(図1.18)
図1.18 リップル ■ 温度による変動が小さいこと 電源を使用する周囲温度による変動が小さい方が良い電源といえます。温度の変化により個々のパーツは特性が変化し、それにより電源の出力も変化してしまいます。 ■ 長寿命であること 電源は可動部分であるファンモータ、寿命部品の電解コンデンサを使用し更に発熱体であるという過酷なパーツです。電源の寿命はファンモータの速度低下、電解コンデンサの容量低下という形で進行していきます。 ※1 期待寿命50,000時間といった仕様上の表記。時間が長い方が良い。 参考：寿命を短くする大きな原因として「埃による影響」を無視することは出来ません。埃はファンにからみつき回転速度を低下させると共に、電源内部の温度上昇を招き本来の寿命まで動作することが出来なくなります。 ■ その他 過電流・過電圧に対する保護が適切に行われている、ボードとの相性問題が発生しない、外部からのノイズに強い、雷サージへの対策が考慮されている、輸送時の振動・衝撃に耐える等が考えられます。
これらの要件に対して全てを満足する電源を開発しようとすれば当然パーツも多くなり、特性の良いパーツを選ばなければならず、また構造も複雑になってきます。パソコン電源として使う上で安い電源も、高い電源も同じように使えますし、高い電源だからといってパソコンそれ自体が早く動くわけでもありません。 |
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