高精度電流測定によるスイッチング電源選択の最適化

はじめに

エネルギー効率とコストの最適化は、現代の機器設計において欠かせないテーマです。消費電力の測定には一般的にクランプオン式パワーメーターが使われますが、スイッチング電源の電流容量については、機器の設計段階で十分に検討されないケースが少なくありません。この見落としが、機器の性能低下や不要なコストの原因となることがあります。

このアプリケーションノートでは、HIOKIのデータロギングソリューションを使って負荷電流を正確に測定し、機器に最適なスイッチング電源を選定する方法をご紹介いたします。

電流容量選択の課題

多くのメーカーは、市販のスイッチング電源を自社の生産設備に統合しており、カスタム電源の開発と比較して実用的で費用対効果の高いアプローチを採用しています。電圧要件は簡単に判断できますが、適切な電流容量を選択するには、次の点を慎重に検討する必要があります。

容量が少なすぎる
負荷変動時に電圧が変動するリスクがあります。
容量が多すぎる
待機電力を浪費して、物理的サイズが増大し、コストが上昇します。

最適なバランスを見つけるには、実際の動作条件下での最大電流負荷を正確に測定する必要があります。

HIOKIの精密な電源選定のためのソリューション

複数の定格電圧の電源を備えた機器の場合、HIOKIのメモリハイロガー LR8450と適切な電流センサを組み合わせることで、理想的な測定ソリューションを提供します。LR8450に組み合わせる電流モジュールは、直結タイプと無線タイプがあり、それぞれ5本までの電流センサを接続して計測することができます。

HIOKIの測定ソリューションの主な利点

小型・高精度な閉鎖空間用センサー

CT7812（2 A）およびCT7822（20 A）AC/DC電流センサは、フラックスゲート技術を利用して、長時間の記録期間でも優れた温度安定性を実現します。人差し指ほどのサイズのコンパクトなサイズで、混雑した機器の筐体への設置に最適です。

急激な電流変動を捉える

専用の高速電流モジュール（U8556直結タイプまたはLR8536無線タイプ）を組み合わせることで、LR8450は1 msの間隔で電流の変化を記録することができます。これにより、エンジニアは以下のことができるようになります。

負荷応答を本体の画面でリアルタイムに監視
ログデータから最大値と平均値を計算
包括的な測定に基づいて必要な電流容量を決定
波形解析による電力容量の計算

総合的な機器評価のための無線測定

大規模な生産または検査機器の場合、LR8450-01無線互換モデルを使用すると、30 mの範囲内の複数のポイントを同時に測定できます。

各電流モジュールに最大5つの電流センサを接続
最大7つの電流モジュールを1つのロガーにリンク（合計35の測定ポイント）
電圧/温度モジュールと組み合わせて、温度やその他の物理量を同時に測定
総合的な設備評価システムの構築

電流センサ選択ガイド

HIOKIは、さまざまな定格電流のACおよびDC電流センサーを提供しています。センサーは、予想される電流の大きさと、それがACかDCかに基づいて選択する必要があります。たとえば、スイッチング電源の1次側がACで、2次側がDCであるとします。

データロガー

メモリハイロガー LR8450（直結タイプ用）
メモリハイロガー LR8450-01（直結タイプ・無線タイプ用）
電流モジュール U8556（直結タイプ）
ワイヤレス電流モジュール LR8536（無線タイプ）

小電流から中電流の場合

AC/DCカレントセンサ CT7812：負荷電流 ≤ 2 Aの回路用
AC/DCカレントセンサ CT7822：負荷電流 ≤ 20 Aの回路用

大電流の場合

AC/DCオートゼロカレントセンサ CT7731：AC/DC 100 A
AC/DCオートゼロカレントセンサ CT7736：AC/DC 600 A
AC/DCオートゼロカレントセンサ CT7742：AC/DC 2000 A

まとめ

HIOKIのLR8450シリーズのデータロガーと小型電流センサーは、生産および試験装置におけるスイッチング電源の選択を最適化するために必要な精度と柔軟性を提供します。この統合ソリューションでは、消費電流、電圧、温度、歪み、CAN/CAN FD信号など、同期したデータソースを1つのメインユニットでリアルタイムに観測することができます。

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