電源とアプリケーションのマッチング
効率、入力サージ電流、リップルとノイズ、起動オーバーシュート電圧などのエンジニアリングパラメータを知ることで、商用ソリューションが産業用 PID コントローラーの電力要件を満たしていること、良好な調整性能を提供していること、より長い平均故障間隔 (MTBF) を実現していることを確認するために、商用ソリューションをテストおよび検証できます。
ただし、当時、各サプライヤーが提供するソリューションが少数のモデルに限定されていたため、商用ソリューションをアプリケーションの製品仕様に適合させることは、言うは易く行うは難しでした。さらに、予算の制約により、選択肢は少なくなります。これは通常、適切に動作する電源を指定することを意味し、通常は何らかの妥協を伴います。
たとえば、最終的に商用電源を使用することがありますが、この電源は、コントローラの電流および電圧要件を十分に満たすことができますが、通常、特に低負荷では最も効果的な出力範囲を超えて動作します。その結果、回避できたはずの追加の電力消費と熱管理の課題が発生します。
範囲を拡大する
モジュラー電源の分野は数十年にわたって急速な変化を遂げてきましたが、著者の当初の設計と比較すると、飛躍的な進歩を遂げました。現在、COTS ソリューションのオプションの範囲は驚くほど幅広く、予算の制約がまったくありません。
TRACO Power の産業用 AC/DC 電源シリーズを例に挙げます。同社は、すでに広範な TXN シリーズに 4 つの新しい電力レベルを追加しました。これらの電源には、35 W、200 W、350 W、または 800 W の出力電力バージョンが用意されており、電力レベルごとに 12 V、15 V、24 V、または 48 V の出力電圧を指定できます。 35 W バージョンの場合は、3.3 V および 5 V のオプションも利用できます。このシリーズには、TXN 35-124 (35 W、24 W AC/DC 電源)、TXN 200-124 (200 W、24 V)、TXN 350-115 (350 W、15 V) (図 1)、および TXN 800-148 (800 W、48 V) のモデルも含まれています。
図 1: TXN 350-115 350 W 電源は、90 V ～ 260 V AC 入力で 15 V DC 出力電圧を供給します。画像出典: TRACO Power)
フレームタイプの金属筐体とネジ付き端子台コネクタを備えたこのシリーズの電源は、同社の密閉型 AC/DC 電源製品の中で最もコスト効率が高い製品です。機能には、3000 VAC の強化された I/O 絶縁、伝導性および放射性エミッションを低減する内蔵 EN55032 クラス B フィルタ、100 W を超える有効力率補正 (PFC)、IEC/EN/UL 62368-1 安全認証、および EN 61000-3-2 電磁両立性 (EMC) 規格への準拠が含まれます。これらの電源には、強制冷却用の内部ファンも装備されています。
コスト効率が高く、優れたパフォーマンス
しかし、TRACO Power TXN シリーズの電源は、コスト効率の高いパフォーマンスを提供するだけでなく、必要なパフォーマンスも維持します。たとえば、TXN 350-115 の入力電圧範囲は 90 V ～ 260 VAC、動作温度範囲は -30 °C ～ 70 °C です。この電源は、13.5 V ～ 15.5 V の範囲で調整可能な公称出力電圧 (Vout (nom))、22 A の最大出力電流 (Iout (max))、および 330 W の最大出力電力を提供します。
アクティブ PFC は 230 V 入力で 0.95 です。電圧は、10%～90%の負荷変動にわたって1%のレギュレーション率で±1%の精度に設定され、最大出力電圧リップルは150mVピークツーピーク(mVpp)です(図2)。この電源には、110% ～ 160% の Iout (最大) 出力電流制限値と 110% ～ 140% の Vout (公称) 過電圧保護が備わっています。 MTBFは230600時間です。