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» 2018年07月23日 11時00分 公開

DC-DCコンバーター活用講座(21) DC-DCコンバーターの保護(2):DC-DCコンバーターの出力過電圧保護と入力過電圧保護 (5/5)

[Steve Roberts(RECOM),EDN Japan]
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切断によるOVP

 どのテスト方法を選ぶかはエンドユーザーのアプリケーションによって大きく異なり、アプリケーション固有のOVPテスト標準も別に存在します。例えばEN50155鉄道用標準は、公称入力電圧の140%の電圧に1秒間耐えることのできるサージ耐性を求めています。

 このような長い時間に及ぶサージ電圧を、電力を大量に消費/放出することなくクランプすることは容易ではありません。ソリューションの1つは、DC-DCコンバーターを保護するために、過電圧の時間だけ入力を切断することです。このタスク用に使用できるカスタムコントローラーICがあり、このICには、1マイクロ秒未満の時間で電源を切断できる過電圧検出回路とFETゲートドライバが組み込まれています(図9)。

図9:OVP切断保護 出典:RECOM

 切断によるOVPは長時間の過電圧保護に有効なだけでなく、入力電圧が非常に低い場合の信頼できる保護回路の1つです。DC-DCコンバーターの入力電圧が例えば1.2Vの場合は、従来のOVP素子を使って保護することは容易ではありません。これは温度係数が大きなエラー要因となるためで、ダイオードが公称電圧で導通を開始してしまうか、クランピング電圧が高くなり過ぎてしまい、使用できなくなります。

 言うまでもなく、切断OVPの欠点は、過電圧状態の間DC-DCコンバーターに電源が供給されなくなることです。切断時間が短い場合、DC-DCコンバーターへの入力電圧は、入力に大容量のコンデンサーを追加することによって維持できますが、切断時間が長い場合は、バッテリーバックアップやスーパーキャパシターシステムが必要になることがあります。


⇒「DC-DCコンバーター活用講座」連載バックナンバーはこちら


執筆者プロフィール

Steve Roberts

英国生まれ。ロンドンのブルネル大学(現在はウエスト・ロンドン大学)で物理・電子工学の学士(理学)号を取得後、University College Hospitalに勤務。その後、科学博物館で12年間インタラクティブ部門担当主任として勤務する間に、University College Londonで修士(理学)号を取得。オーストリアに渡って、RECOMのテクニカル・サポート・チームに加わり、カスタム・コンバーターの開発とお客様対応を担当。その後、オーストリア、グムンデンの新本社で、RECOM Groupのテクニカル・ディレクタに就任。



※本連載は、RECOMが発行した「DC/DC知識の本 ユーザーのための実用的ヒント」(2014年)を転載しています。

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