電源において過電圧、過電流、短絡保護が重要である理由

電源において、「過電圧」とは、出力電圧が規定の定格値を超える状態を指します。つまり、電源が意図した電圧よりも高い電圧を供給し始める状態です。電源ユニットに過電圧が起こる原因には、外部からの電圧サージやスパイク、または電源ユニット内部のコンポーネントの故障など、いくつかの要因があります。過電圧が修正されない場合、電源ユニットの損傷、負荷の損傷、またはその両方を引き起こす可能性があります。最悪の場合、過電圧により火災の危険が発生する可能性があります。

産業用電源には過電圧保護（OVP）回路が組み込まれており、過電圧状態を検出すると自動的に出力を遮断します。ハイエンドの産業用電源では、OVP回路は通常2つのフィードバックループを備えています。この構成では、主フィードバック制御が失敗した場合、バックアップの過電圧ロックアウトが電源を無効にします。

電源において、「過電流」という用語は、電源から流れる電流が最大定格限界を超える状況を指します。つまり、電源が意図した以上の電流を供給し始める状態です。過電流には主に2つの原因があります。1つ目は、負荷が電源の設計供給能力を超える電流を引き出そうとする場合です。これは、起動時に高負荷により追加の電力が必要になるなど、多くの場合、一時的な問題です。これを緩和するため、ほとんどの産業用AC-DC電源は数秒間、通常120%から140%の短期的な過電流を供給することができます。

過電流の2つ目の原因は、電源の出力における短絡です。これは配線の損傷、配線間の接続不良、露出した導体の接触、または誤って非常に低い抵抗で電流が流れる経路を作り出すような負荷の故障など、、いくつかの要因によって発生する可能性があります。過電流状態が継続すると、電源のコンポーネントが過熱し、電源と負荷の両方に損傷を与える可能性があります。

産業用電源は過電流保護（OCP）機能を備えており、出力電流が設定された制限に達すると自動的に電流を減少または遮断し、機器の損傷を防ぎます。ハイエンドの産業用電源は多くの場合、ヒカップモードやトリッピング（フォールドバック）モードを含む、調整可能な過電流保護モードを備えています。この文脈において、フォールドバック保護とは出力電圧を電流とともに低下させ、負荷に供給される電力全体を減少させる方式を指します。ヒカップ保護の場合、過電流状態が発生すると、電源は一時的に出力を遮断し、その後再起動を行い、過負荷が解消されるまでこのサイクルを繰り返します。この「ヒカップ」動作によりシステムは過電流状態からの回復を試みることができます。

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