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DC/DCコンバータ

DC/DCコンバータの振舞いは、その内部構造をみるとよく分かります。電源の容量が十分にあり、電流に対して制限がなければ、DC/DCコンバータは、電源投入時に非常に大きなサージ電流を発生させます。 このサージは、突入電流と呼ばれ、DC/DCコンバータが動作を開始する上で必然的に生じます。通電されてないDC/DCコンバータに電源が投入されたとき、内部発振器が最初に動作し、磁場がトランスの周りに形成され、出力側のキャパシタに電荷がチャージされます。発振器とトランスの素材と出力キャパシタのESRの3つが作用し、突入電流の時間が決まります。突入電流のサージは、若干数マイクロ秒ですが、通常の入力電流の百倍にも達することがあるため、ヒューズを切断したり、電源のパワーリミッタを作動させてしまう可能性があります。ヒューズが時々切れたり、DC/DCコンバータに電源を投入したときに電源の電力の変動が顕著に現れる場合は、突入電流が起因している典型的な現象です。 突入電流の問題に対する一つの対策が、DC/DCコンバータのソフトスタート機能です。これは、発振器の動作範囲を狭めることで、DC/DCコンバータにおける突入電流が大きくならないようにしています。しかし、この方法では、DC/DCコンバータを起動したときの立ち上がりのスピードに注意する必要があります。入力側にフィルタを挿入する対策は、コスト的にも効果があります。DC/DCコンバータの入力側で生じる干渉をフィルタリングする一方、これらの入力フィルタは、突入電流の電力サージのスピードを制限します。EMIフィルタは、直流のレギュレーションにおいて、少なくとも1~2個のコイルを必ず含みます。遅延コイルは、突入電流サージを遅くして和らげ、DC/DCコンバータにおける電力サージの時間を長くすることでサージを減少させます。これによって、大容量の電源を用いた場合でも、突入によるDC/DCコンバータの故障を防ぐことができます。

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