Application Notes - High Voltage Power Supplies

高圧電源の動的な負荷特性

AN-11

スペルマンの高周波スイッチング電源は設計により内在する最小出力容量を持っています。動的な負荷変動では、出力電圧が静的レギュレーション仕様からのドロップアウトを引き起こしながら出力容量をすばやく放電します。たとえ負荷ステップ変化で電源の定格電流値内で電流を流れても、出力電圧でいくつかの「垂下」があるかもしれません。「垂下」は、電圧フィードバックデバイダで検知され、ユニットを静的電圧レギュレーション規定以内に収めるため出力電圧を上げるよう電源に命令する電圧ループを構成します。これらは瞬時には起こらず、起こるまでには時間がかかります。一般的にスペルマンの電源装置の復旧時間は(指定、測定された時)数十ミリ秒のオーダーになっています。

垂下量は主に以下のパラメータに影響されます。

  1. 電源の出力部容量と、外部、浮遊または負荷容量
  2. 電源から引き出される負荷電流の大きさ
  3. 負荷ステップイベントの持続時間

電圧回復波形期間および全体的な形状(減衰振動、過減衰、または臨界減衰)は、電源の電圧と電流ループ両方の補償特性に加えて、上記で概説したパラメータに依存しています。

電源の応答
ループ補償値は、動的回復、リップル除去、および電源の全体的な安定度のマージンのような仕様に関するさまざまなパフォーマンスによって選択されことになります。これらはすべて相互に関連する特性であり、ループ補償値をパフォーマンスの一つのカテゴリを向上させるように変更することは、他に悪影響を与えます。標準的な電源のループ補償値を選択するとき、スペルマンでは、一般的には動的な性能仕様がないため、電源の全体的な安定性とリップルを優先するようにしています。特定の動的負荷回復特性が要求される場合は、その特定のユニットは、カスタム仕様を満たすことが出来る様、ベースラインを出発点としその仕様を確立するために、技術部でテストを行いながら製造されることになります。

ループ補償値は、動的回復、リップル除去、および電源の全体的な安定度のマージンのような仕様に関するさまざまなパフォーマンスによって選択されことになります。これらはすべて相互に関連する特性であり、ループ補償値をパフォーマンスの一つのカテゴリを向上させるように変更することは、他に悪影響を与えます。標準的な電源のループ補償値を選択するとき、スペルマンでは、一般的には動的な性能仕様がないため、電源の全体的な安定性とリップルを優先するようにしています。特定の動的負荷回復特性が要求される場合は、その特定のユニットは、カスタム仕様を満たすことが出来る様、ベースラインを出発点としその仕様を確立するために、技術部でテストを行いながら製造されることになります。

動的負荷応答測定のこれらのタイプを作るには、特殊な試験装置を必要となります。それは電気的に負荷をオンとオフにパルスすることで電圧回復応答波形を得ることができる動的負荷装置のような装置です。電源装置の出力電圧、電流そして電力容量が何であるかにより、このタイプの動的負荷試験装置を製作することは、安価で妥当な難易度から法外に高価で非常に複雑な技術的作業まで及ぶことがあります。

もし具体的に電源の動的負荷応答要件がございましたら、最初のお問い合わせの際にこれらの要件をご提供ください。弊社の標準カタログ製品には、宣伝された動的性能仕様は付いていないことをご理解ください。スペルマンの技術チームがお客様の必要条件を評価し、どのようなハードウエアのソリューションをご提供できるかアドバイスさせていただきます。