ニプロン　製品情報　電源事典　1章　スイッチング電源　1-5 用語説明

1-4 良い電源の条件とは？

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1-5 用語説明

あ行	か行	さ行	た行	な行
は行	ま行	や行	ら行	わ行

あ行

・MTBF(平均故障間隔)

個々の商品の寿命を正確に知ることは出来ませんが、同一商品や同一シリーズの商品が、どの程度使用できるかを知る目安となるものがMTBFです。MTBFはあくまでも特定条件の元で発生する故障確率の逆数を取ったものですから、大まかな目安として確認してください。

か行

・過電流保護

何らかの要因で負荷抵抗が低下したときに、出力電流を制限する機能です。
過電流保護の第1目的は、あくまでも電源の保護という考え方が強く、負荷の保護は2次的になります。

・過電圧保護

電源装置の出力の過電圧に対して負荷を保護する機能です。
一般的にスイッチング電源において過電圧の検出回路は、制御系の信号伝達を遮断することによって行われます。この遮断状態は、スイッチング電源内部のエネルギーを放出しないかぎり保持されます。
(つまり入力断でリセットします)

・高調波電流規制

変電・配電設備から見ると高調波電流成分はノイズとなり、この成分が多いと送電量が増加することになります。
特にコンデンサインプット型のスイッチング電源は高調波電流が大きいため、既存の設備への負担が増大することから規制する必要があります。

・効率

効率は、電源の出力電力(W)を入力有効電力(W)で除算したものです。
(効率)＝(出力電力)÷(入力有効電力)
つまり、エネルギー(電力)がどれだけ無駄なく変換されたかを表しています。
一般的なマルチ出力電源は、70％付近ですが、ニプロンでは地球環境を護る事業理念のもと、効率80％以上の製品開発を目指しています。

さ行

・最小電流

全出力電圧を安定に供給するために最低限必要な出力電流の事です。

・最大電流、電力

連続で出力できる最大の電流値、電力値を表しています。

・最大リップル,スパイクノイズ（電圧）

電源装置の直流出力にはわずかな交流分が残ります。この交流分のことをリップルと言い、"mV"で表します。負荷によって許容されるリップルは異なるので、それにあわせて規定する必要があります。
また、出力にはスイッチングや2次側ダイオードから発生するノイズがのっており、このノイズを"mV"で表したものがスパイクノイズと言います。(図1.19)

リップルスパイクノイズ

図1.19 リップル、スパイクノイズ

・シーケンス

一般には出力シーケンスのことで、多出力スイッチング電源における入力・出力相互間の立ち上がり立ち下がりタイミングのこと、またはその制御のことを言い、タイミングチャートで表します。

・雑音端子電圧

スイッチング電源内部で発生したノイズが入力ラインの送り出されることにより、同じAC入力ラインに接続される他の機器に影響を及ぼすノイズの事です。

・使用温度・湿度

使用可能な温度・湿度を表しています。

・衝撃（面落下）試験

製品の修理作業中または作業台上での使用中、粗雑な取り扱いによって発生するような打撃および急激な動揺を再現することを意図した簡易試験のことです。

・出力GND接地

出力GND(0V、COM)のFGへの接地状態を表しています。
PCなど一般事務機にはGND接地が大半ですが、工場などの産業用途ではコンデンサ接地やフローティングが必要になります。

・出力保持時間

入力断からの出力電圧の保持時間のことを言います。

・瞬時特性(ダイナミック特性)

入力・負荷条件が急変したときの変動を含めた出力電圧の特性のことで、負荷が常に変動するものや、不安定な入力条件で使用される電源装置の場合に規定されます。

・振動試験

振動試験は、製品（部品・機器）輸送中または使用中に調和形の振動を受けることを想定して振動試験を行います。
調和形の振動とは、船舶、航空機、車両、ヘリコプター、宇宙機器で発生する振動や機械および地震現象に起因するような、主として回転力、脈動力または周期的な力によって発生する振動のことです。

・静電気放電

大抵は靴、着衣、床、棚などと擦り合わせに伴う静電気によって、高い電圧に帯電させられた人の指からの放電したり、手で持った鍵や金属製のものを通じての放電することです。

・絶縁耐圧

電源装置の入力、出力、筐体の各間に高電圧がかかった場合でも、アークや絶縁破壊によって人体に危険をおよぼしたり、接続されている負荷を破損してはなりません。
このことを考慮してパターンの沿面距離やトランスの巻線構造が設計されています。また、出荷時には実際に高電圧をかけて異常がないことを確認します。(絶縁耐圧試験)

・絶縁抵抗

絶縁物は抵抗値が高く(数十ＭΩ以上)、極めてわずかな電流を流すだけですが、放置中の極端な吸湿や外部絶縁物における表面破壊等で絶縁性が劣化する場合があります。

た行

・立ち上がり時間

入力投入から出力電圧が立ち上がるまでの時間のことを言います。

・定格電圧

電源機器の使用限度を表します。
この数値内で電源の電気特性は保証されています。

・定格電流

定格電流とは入・出力特性測定時や安全規格を取得する際に行なう試験に用いる値です。
マルチ出力の電源の場合”最大電流”のみでは組み合わせが無限となるため、基準値として”定格電流”を定めています。

・伝導性無線周波電磁界

9kHz～80MHzまでの無線送信器からの電磁波の干渉の事です。

・電圧ディップ/変動

送電線上のトラブルや同じ入力ライン上で大型機器のON/OFFよる一時的な入力電圧の変動の事です。

・電圧ドリフト

電源装置では主に出力電圧のドリフトを意味し、環境等の条件の変化に対するもの(ドリフトと表す)と、入出力の変化に対するもの(変動と表す)があります。
外的要素の変化に対する出力電圧の変化のことで、電源の安定性を示すものであり "mV"や"%"で表します。

①初期ドリフト
入力投入から電源の内部の素子が連続運転温度に達するまで(通常は30分)の出力電圧の変動のことを言います。

②経時ドリフト
初期ドリフト終了後の時間経過に対する出力電圧の変動のことを言います。(入力投入後30分～8時間を測定します。)

③温度ドリフト(変動)
周囲温度の変化に対する出力電圧の変動のことを言います。
(使用温度範囲の最低と最高、及び常温で測定します。)

④静的入力変動
入力電圧の緩やか変化に対する出力電圧の変動のことを言います。
(入力電圧範囲の上限と下限、及び定格電圧で測定します。)

⑤静的負荷変動
出力電流(負荷)の緩やかな変化に対する出力電圧の変動のことを言います。
(出力電流範囲の上限と下限、及びその中央の電流で測定します。)

⑥動的入力変動
入力電圧の急激な変化に対する出力電圧の変動のことを言います。
(入力電圧範囲の上限から下限までの間の任意の電圧に変化させて測定します。)

⑦動的出力変動
出力電流(負荷)の急激な変化に対する出力電圧の変動のことを言います。
(出力電流範囲の任意の電流に変化させて測定します。)

⑧総合電圧精度
①～⑦までの全ての条件に対する出力電圧の変動のことを言い、その電源の出力電圧範囲の最低保証値とも言えます。
(ただし、⑥、⑦の動的な変動は別途規定されることが多いです。)

・電源周波数磁界イミュニティ

高圧線や発電所・変電所の近く、大型変圧器(トランス)などで発生している商用周波数（50Hzまたは60Hz）の磁界の事です。

・突入電流

スイッチング電源は入力投入時に平滑コンデンサを充電するピーク電流が一瞬流れます。
この電流を突入電流と言い、入力投入のタイミングやソフトスタート回路によって異なりますが、通常の入力電流の数倍から数十倍の値となります。特に入力電圧が高い仕様のものや、複数台同時に入力する場合は、入力ラインにあるスイッチやヒューズが破損する恐れがあり、それらの選択時には注意が必要です。
また、突入電流が小さすぎるとスイッチング電源の起動が遅いと言う問題が発生します。

な行

・入力周波数

使用可能な入力周波数範囲を表しています。

・入力容量

入力容量とは、電気や電子回路などの入力部における容量の事で、電圧と電流の積で示されます。

・ノイズ

①騒音
耳に聞こえるノイズのことを言います。一般的に可聴周波数とは20KHz以下の周波数で高い程金属音がし、低くなる程にぶい音になります。

②帰還ノイズ(雑音端子電圧)スイッチング電源が出すノイズを内蔵フィルタで減衰させますが、それでも漏れて入力ACラインを伝わって外部に漏れ出すノイズのことを言います。

③輻射ノイズ
スイッチング電源が出すノイズが電波となって放出されるノイズのことを言います。この防止には金属シャーシで覆う事で効果があります。

は行

・バッテリ放電終止電圧

バッテリが安全に放電を行える放電電圧の最低値のことで、バッテリがバッテリ放電終止電圧まで低下すれば電源は出力を停止します。
なお、バッテリ放電終止電圧を下回り、放電し続けた場合、バッテリは「過放電」状態となります。

・ピーク電流、電力

最大電流、電力を越えて取り出せる電流値、電力値を表しています。
ただし、時間制限が機種毎に決められていますのでご確認願います。

・ビルドアップ特性

出力電圧の立ち上がり時間とその波形の特性のことで、負荷によってさまざまな仕様となります。

・ファーストトランジェントバースト

電動機やグローランプ式蛍光灯などを切断した際、電気接点間(スイッチ)のアーク放電によって発生する高周波成分を含むインパルス性の電気的ノイズの事です。

・不足電圧

電源装置の異常停電等で、負荷装置の動作電圧を下回ったときに、その信号を送る検出回路の動作電圧のこと、またはその設定値のことで、主にIC用5V出力について規定されています。

・放射性無線周波電磁界

電磁波の影響を受ける電磁環境の中で、代表的な発生源とされるトランシーバー、携帯電話、ラジオおよびテレビの固定放送局、車載用無線機などからの電磁放射の影響のことです。

・保存温度・湿度

保存可能な温度・湿度を表しています。

ら行

・雷サージ

落雷や雷雲と送電線との電界効果などによって、周辺の空間に電気的な変化が生じることによって発生した大きい電流・電圧の事です。

・ラインノイズ耐力

電動機やグローランプ式蛍光灯などを切断した際、電気接点間(スイッチ)のアーク放電によって発生するインパルス性の電気的ノイズの事です。

・力率

力率は、有効電力(W)を皮相電力(VA)で除算したものです。
(力率)＝(有効電力)÷(皮相電力)
一般的なスイッチング電源では、AC入力電圧をダイオードブリッジで整流し、コンデンサで平滑する整流回路が前段に使用されますが、この回路はAC入力に対して非線形であるため入力に低周波の高調波電流が発生します。
この高調波電流は、機器の誤動作や部品の異常発熱などの直接障害だけでなく、その総量が増加することによる力率の低下によって発電・送電設備の損失増加という社会問題にまで発展してしまいます。
そのため高調波電流については国際規格(IEC61000-3)に基づいて、各国や各地域で規格・規制化が進んでいます。
高調波電流規制対策のため、力率を1(=100％)に近づける必要がありますが、回路方式として電子制御のアクティブフィルタ方式と受動部品を使用したパッシブフィルタ方式が一般的に用いられ、このような回路をPFC回路(Power Factor Correction)と呼んでいます。

・冷却方式

強制空冷：FANにより強制的に廃熱を行うことで仕様満足する電源です。
自然空冷：自然対流による放熱で仕様を満足する電源です。
半自冷：温度検出により、自然空冷と強制空冷を行う電源です。

・漏洩電流

スイッチング電源はノイズ対策として、入力側に接地コンデンサを使用しており、微小ですが電流が流れます。この電流を漏洩電流(リーク電流)と言います。
接地コンデンサを多数使用すればノイズ対策として有利ですが漏洩電流は増加する傾向にあり、あまり大きすぎるとスイッチング電源が接続されているラインの、漏電ブレーカがトリップしシステムダウンしてしまいます。一般には1mA以下にします。

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1-6 安全規格について