DC電源回路
2018年11月21日にて現在のURLは次のURLに移行しました。
機器内で使用するDC電源をどのように構成するかは、機器の規模によって異なってきます。
パック電源を使用する場合は、電源メーカが性能を保証しますが、小規模の電源をREG-IC
(電源IC)等で構成する場合、留意すべき点が何点かあります。
1) 降圧・整流回路
降圧・整流をトランスと整流器で構成する場合、整流器の+-出力にノイズ吸収用のセラミック・
コンデ ンサを挿入することが、外部からの高周波ノイズ対策に有効。
![整流回路](https://image.jimcdn.com/app/cms/image/transf/none/path/sf8f0ed34a03955c6/image/i8f7cbc4a2866f718/version/1331943003/%E6%95%B4%E6%B5%81%E5%9B%9E%E8%B7%AF.jpg)
電源トランスの周波数特性から、高周
波ノイズ成分はスルーで通過してしま
う。
挿入するCは高耐圧のものとし、容
量は対策する周波数に合わせる。
トランスの代わりにAC-DCコンバータを使用する場合等においても、同様のことを考慮する。
2) 平滑・安定回路
平滑Cの容量は、AC電源の瞬停を時間的にどの程度カバーするかで決定する。
機器のAC電源瞬停特性として、瞬停時間の影響を受けずに、無視かリスタート動作のどちら
かになることが必要である。
どちらでもないフリーズ(異常)状態になることだけは避けなければならない。
「平滑C-REG-IC-安定C-出力」の結線は、通常表記では下図の様になるが、配線の
しかたまでは表れない。
![REG-IC レギュレータIC](https://image.jimcdn.com/app/cms/image/transf/none/path/sf8f0ed34a03955c6/image/ia241a0966a0b1e36/version/1331943042/reg-ic-%EF%BE%9A%EF%BD%B7%EF%BE%9E%EF%BD%AD%EF%BE%9A%EF%BD%B0%EF%BE%80ic.jpg)
この図を結線図と称して配線依頼をすることは、REG-ICの特性を引き出せないことにな
る。
配線作業者に、構成部品の役割りを理解し適切な配線の引き回しを期待するのは無理
で、それは設計者の責任において行うべきものである。
コンデンサC2,C3は、REG-ICの動作保障用で、コンデンサC1,C4は、充電/放電のラインが共通
インピーダンスにならないようにしなければならな。 下図に、これらを考慮した結線図を示
す。
![REG-IC配線](https://image.jimcdn.com/app/cms/image/transf/none/path/sf8f0ed34a03955c6/image/i726d172b8d623039/version/1331943071/reg-ic%E9%85%8D%E7%B7%9A.jpg)
基板内に、同様の回路を構成する場合においても、パターンの引き回しに注意しなければな
らない。
3) 熱計算
REG-IC単体では、定格電力の1/10も使えなく、ヒートシンクが必要となる。
ヒートシンクの熱設計に関する技術案内が、以下で閲覧出来る。
水谷電機産業 http://www.mizuden.co.jp/technology.html
機器の設置環境温度(筐体内)を基準に、安全係数を考慮して必要熱抵抗を求める。
注意しなけばならないのが屋外設置機器で、夏シーズンにおいて筐体内温度は、60℃を超
えることを考慮しなければならない。
4) スイッチング電源
市販のパッケージ化されたパック電源の多くはスイッチング方式で、リニア方式の電源はコスト的にも
使いにくくなっている。
![LCフィルター](https://image.jimcdn.com/app/cms/image/transf/none/path/sf8f0ed34a03955c6/image/i83f394b037d8f4f7/version/1331943094/lc%EF%BE%8C%EF%BD%A8%EF%BE%99%EF%BE%80%EF%BD%B0.jpg)
デジタル回路とアナログ回路が同居する装置において
は、三電源出力のスイッチング方式をベースに、アナログ
用電源にLCフィルタを挿入して使用するという選択
肢もある。
5) COM分離
アナログ用GNDとデジタル用GNDを分離するのが通常であるが、どのポイントで両者の電位を
一致させるかを十分考慮する必要がある。
分離する目的が、デジタル系のノイズがアナログ系に影響を及ぼさないようにすることであり、
デジタル系のGNDは多少ふら付いても問題にはならないという二点から、アナログ用GNDを
メインに考える。
![AGND DGND GND分離](https://image.jimcdn.com/app/cms/image/transf/none/path/sf8f0ed34a03955c6/image/i1b4b97407a926910/version/1331943123/agnd-dgnd-gnd%E5%88%86%E9%9B%A2.jpg)
上図右側の破線の様に基板上のあるポイントで、アナログ用GNDとデジタル用GNDを接続する
と、基板のコネクタまで分離していた両者が、電気的に等価(共通インピーダンス)となってしま
い、分離した意味を無くしてしまう。
アナログ系回路のリターン電流はアナログ用GNDを、デジタル系回路のリターン電流はデジタル用GNDを
通るようにするためには、DC電源内を接続ポイントにしなければならない。