Question 1

バッテリ充電に使用できる電源の特徴を教えてください。

Accepted Answer

﻿	Q.バッテリ充電に使用できる電源の特徴を教えてください。電源/電子負荷 > スイッチング電源 > AC入力電源（AC-DCコンバータ）A.バッテリ充電に推奨する電源は、定電流制御電源及びCVCC機能を持った電源が挙げられます。製品情報ウェブサイト（TDKプロダクトセンター）の「電源」ポータルサイトの「直流安定化電源(CVCC)」カテゴリ、または、「AC入力電源（AC-DCコンバータ） > 簡易定電流制御」にラインアップしている電源が対象です。ただし、バッテリ充電に電源の過電流保護機能を利用しているケースがあります。本来、過電流保護機能は電源が過負荷となり定格以上の電流が流れた際、電流値を抑え電源自体の劣化・破損を回避することを目的とした機能です。ここでは、その電流値を抑える動作を流用し、その抑えられた電流をバッテリの充電定電流として利用します。ここで注意しなければならないのは、過電流保護の特性によってはバッテリ充電に適さない特性があることです。    図1電源の過電流保護特性は図1のとおり、主に3つの方式が挙げられます。このうち、バッテリ充電に適した方式は、定電流電圧垂下特性を持つ電源であり、この定電流領域を利用することでバッテリへの定電流充電を行うことができます。なお、その他の過電流保護特性を持つ電源は、バッテリへの充電に適していませんので、電源を選定する場合は注意が必要となります。さらに、先ほど説明したようにこの定電流領域は、電源の劣化・破損を回避するための過電流保護動作状態であり、電源の仕様で規定されている定格電流を超えて（定格電流＜過電流保護設定電流）使用することになります。この場合、（過電流保護設定電流＜定格電流）となるように、電源の過電流保護設定電流値を変更する準標準対応が必要となります。また、これまで説明した過電流保護機能を流用する方法以外にも、電源に外付け回路を接続し、定電流制御をさせる方法があります。具体的に弊社（TDKラムダ）製HWS1000を例に挙げ説明します。(図2)    図2　　HWS1000 使用時におけるバッテリ充電用定電流回路構成電源の負荷線にシャント抵抗（①）を付け、出力電流をシャント抵抗にて電圧変換し、出力電流を検出します（②）。また、定電流垂下点調整回路を設け、過電流設定基準電圧を作ります（③）。この②と③の電圧をオペアンプ（④）にて比較し、フォトカプラ（⑤）にて電源の出力電圧を制御します。なお、この方法は出力電圧外部コントロール（PV可変機能）を持った電源の定電流回路構成例となり、必ず定格電力以下でご使用頂く必要があります。最後にリチウムイオン電池等は必ずBMS（バッテリマネジメントシステム）経由でのご使用をお願いします。充放電を繰り返すと、バッテリのセルごとの充電量にバラつきが発生し、そのまま放置すると過充電が発生します。そのため、個々のセルの電圧を監視し、1個でも過充電/過放電になれば充電放電を停止させるBMSを用いて、安全確保・劣化防止を行ってください。※BMS（Battery Management System：バッテリマネジメントシステム）電池モジュール（組電池）の状態を監視・制御するシステムです。BMU（Battery Management Unit：バッテリマネジメントユニット）と呼ばれることもあります。						関連情報					   AC入力電源（AC-DCコンバータ）の製品情報										電源のテックノート										 お問い合わせはこちら			 製品・販売、技術的なお問い合わせ			 国内営業所一覧　			 取扱い特約店一覧

Question 2

モータ駆動用途におけるスイッチング電源への影響について教えてください。

Accepted Answer

﻿	Q.モータ駆動用途におけるスイッチング電源への影響について教えてください。電源/電子負荷 > スイッチング電源 > AC入力電源（AC-DCコンバータ）/DC入力電源（DC-DCコンバータ）A.モータ駆動用途として標準スイッチング電源を使用する場合、モータの停止時に、コイルのインダクタンスにより逆起電力が発生し、電源の出力低下などの不具合を起こす可能性があります。この現象は、電源内部に独立した補助電源を持たない、主に300W未満の出力容量タイプが対象となります。電源起動時は、整流回路から高調波電流抑制回路を経て平滑回路の入力コンデンサ（C1）の両端に約DC370Vの昇圧電圧が掛かります。さらに、そこから起動抵抗R1を介してPWM制御IC（以下IC）のVCCに電圧が供給されます。このVCCが、ICの起動開始電圧以上になりICが動き始めるとMOS FET（Q1）がスイッチングを開始します。その後、ICの駆動電圧はメイントランスの補助巻線タップ（巻線3）から供給を受けます。つまり、R1を介した電圧は起動時のIC立上げのみに使われることになります（定常動作）。では、モータ停止時に出力電圧が低下するメカニズムを、図1のブロック図内の各部波形で説明します。    図1　モータ停止時の各部波形電源の定常動作において、モータが停止すると逆起電力が発生します。電源の2次側に逆起電流が流れ込み出力電圧が上昇、ICは出力電圧の上昇を検出し出力電圧を下げるためパルスを狭めようとしますが、制御系の遅れにより即座にパルスを狭めることができず、出力電圧が定格電圧を超えてしまう現象が生じます（①）。その後、電源2次側に出力コンデンサ（C2）があるため、出力電圧がすぐに定格電圧まで戻ることはなく、ICはしばらくの間パルスを閉じたままの状態となります。一方、ICのパルスが閉じるとQ1が動作しなくなり、メイントランスの補助巻線タップからの電圧供給が途絶えます。よって、VCCは徐々に低下します（②）。さらにICの停止電圧までVCCが下がると（③）再起動モードとなり、再度起動抵抗R1を介してICのVCCに電圧が供給されますので、ICの起動電圧まで上昇するためには数十msの時間を必要とします（④）。よって、その間は出力電圧が低下してしまいます（⑤）。これらの理由によりスイッチング電源にモータ負荷を接続する場合は、逆起電力により電源出力端の電圧が上がらないようにする必要があるため、逆電流防止用のダイオードを電源外部に接続することを推奨します。（弊社（TDKラムダ）製品の逆流防止モジュールRP-60-20などをご利用ください。）						関連情報					   電源の製品情報										電源のテックノート										 お問い合わせはこちら			 製品・販売、技術的なお問い合わせ			 国内営業所一覧　			 取扱い特約店一覧

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