突入電流の設計について

Question

・複数台のスイッチング電源装置を同一回路（AC100V）に接続する場合のサーキットプロテクタを組み込む設計中です。スイッチング電源装置の突入電流が１台あたり、最大30Aとすると、単純に３台の場合には30A×３台＝90Aとなりますか？非常に大きな値になってしまうような気がします。
初歩的な部分で申し訳ないのですが教えてください。

bogen555 · Accepted Answer

> 今回のサーキットプロテクタは本当に必要かと言う気がして来ました。
電源スイッチとしてサーキットプロテクタを使うのは、非常によいことです。
とゆうのは、トグルスイッチを使うと、突入電流でたいてい熔着して、「開閉器」が「開開器」とか「閉閉器」になります。
突入電流定格（TV定格と言います）の規定された電源スイッチはありますが、デザイン的に適合するかどうか？
だから、トリップしない程度の電流のサーキットプロテクタにすると良いでしょう。

メーカーへの問い合わせはどうだったんでしょう？
突入電流防止回路にパワーサーミスタを使用しているようだから、多分、短時間のON/OFFはするなとゆう回答が来ると予想されますが。
チャンとした解決策を得るためには、向こうも商売だから、月あたりの購入金額が100万円以上ないと、対応するための経費が出ないと予想できます。

bogen555 · Answer

当然わかっていると思いますが、ANo.6は配電盤（分電盤）用のブレーカの話で、電子機器用サーキットプロテクタには当てはまりません。
突入電流は、最初にドンッと流れて、次に数分の1以下の電流が流れます。
サーキットプロテクタの遅延特性を見ると、次に流れる数分の1以下の電流でトリップするんでしょう。
従って、サーキットプロテクタの定格電流を5A以上でトリップしない値にする必要があります。
VSE75E-12とVSE75E-24の内部ヒューズは何Aだったんでしょうか？
サーキットプロテクタの定格電流はその合計以上にしてるんでしょうね？
同一メーカーの電源ユニットだから、メーカーに問い合わせれば助言戴けますが、他社の電源と組み合わせると、自分で突入電流を測定する必要があります。
将来のためにも、測定してみることを薦めます。
勤務先の業種がわからないんで、高価な電流プローブの購入は薦めにくいんですが、予算がないようなら、メーターシャント（50mV/50Aくらい）と絶縁用の商用トランス（24V:100V）を使ったらどうでしょうか？
トランスの使い方は、多分社内にいるはずの電気の専門家（電磁気学と電気回路、電気機器を学んで習得している人）に訊いてみてください。

miran_2006 · Answer

ブレーカーなどは遮断するための動作時間を必要とします。
例えば、○Aで○秒、と言った感じです。
100A位ですと、だいたい秒単位で、それ未満の時間なら100A流れても遮断しません。
一方、スイッチング電源の突入電流は、電源投入した瞬間に、内部の平滑コンデンサが空の状態から一定の電位に充電されるまでの間に、沢山流れてしまう電流で、一定の電位に達すると、もうおなかいっぱいで流れません。
時間にして、数ミリ秒（数秒/1000）ですので、主さんの言うような30A*3台程度なら、ほとんど気にする必要はありません。

bogen555 · Answer

解決は、簡単なことです。
Ｔ社に相談すれば一発です。
ここに
http://www.tdk-lambda.co.jp/contact/indexj.html
■技術的なお問い合わせ
スイッチング電源に関して
とあり、電話、FAX、電子メールの窓口があるからそこから相談すると良いです。

なお、購入金額が100万円／月以上なら、代理店を通せばすぐ解決策を教えてもらえます。
購入金額が1000万円／月以上なら、Ｔ社の技術者が解決策をもって飛んでくるでしょう。

bogen555 · Answer

当然わかっていると思って気にしなかったんですが、もしかして「サーキットプロテクタ」は90A以上の物がいるなんて考えてはいませんよね。
「サーキットプロテクタ」の定格遮断電流は、スイッチング電源装置内部に必ずヒューズがあるから、その定格の3個分以上にします。
ここの「外付けヒューズの選定方法について」を参考にして下さい。
https://www.cosel.co.jp/technical/app_guide/pba/pdf/b10.pdf

「サーキットプロテクタ」の役割は、電源スイッチの代わりです。
突入電流では「遮断特性カーブ」をみて動作しないように選びます。
突入電流とはこうゆうやつです。
https://www.eta.co.jp/file-save.php?no=1&dir=tch&name=tech2_1.pdf

とりあえず、スイッチング電源装置メーカーに訊いてみてください。

bogen555 · Answer

「スイッチング電源装置」の設計経験者です。
> スイッチング電源装置の突入電流が１台あたり、最大30Aとすると、単純に３台の場合には30A×３台＝90Aとなりますか？
なります。
20年ほど前までは、試験室まで高圧を引き込んで、負荷レギュレーションの異常に良いトランスに繋いで、突入電流試験をやっていました。
今は電源装置の内部インピーダンスからの計算値で、突入電流の仕様値を決めています。
使用するスイッチング電源の定格電源電圧範囲はどの程度でしょうか？
突入電流の仕様値は定格電源電圧の上限で決めているから、定格電源電圧上限が240Vで、使用電源電圧が100Vなら、突入電流は1/2.4になります。

で、サーキットプロテクタには何をお使いでしょうか？
配電盤用なら、90A程度の突入電流では全く問題になりません。
こうゆう電子機器用なら、
http://www.nippon-thermo.co.jp/product/01/index.html
「定格遮断容量　1000A」だから、「遮断特性カーブ」を選べば、使用できます。
突入電流の測定にはこうゆう電流プローブを使い、電流の時間特性をみます。
http://jp.tek.com/datasheet/current-probe/trcp0300-trcp0600-trcp3000-current-probes

なお、サーキットプロテクタでスイッチング電源装置の保護は考える必要はありません。
スイッチング電源装置は内部に保護手段を持っていて、安全規格に沿った試験をしています。
AC240VのところにAC400Vがかかるような過電圧以外の保護を外部で行うことは、設計時に想定されていないため、どんな不具合が発生するかはわかりません。
どうしてもやりたかったら、スイッチング電源装置のメーカーと保護協調について打ち合わせ、議事録を残した方が良いです。
そうでないと、不具合発生時の責任がすべて使用者にかかってきます。

yhr2 · Answer

どこを何から保護するのかによります。

AC100V電源を供給する先の「スイッチング電源装置の保護」であれば、個別に設けるしかありません。

共通のAC100V電源の保護であれば、共通の１カ所でよいでしょう。その場合には、容量としては３台同時に電源投入することがあるかどうかが条件になります。（ただし、通常はあり得なくとも、停電から復帰した場合など、あらゆる使用条件を考慮することが必要）

angkor_h · Answer

突入電流は山形波形で、その幅は小さいです。
スイッチの機構(固体)差によって、必ず最大値時間が一致するとは限りません。
しかし、それが重なれば、おっしゃる通りの合計値になります。

サーキットプロテクタには、突入電流で遮断しないように遅延動作機構があります。
一方、電源装置は突入電流が無いと起動しないというものでもありません。
そもそも、電源入力の配線側を合計の突入電流を保証することまではできないでしょう。

関係する設計ノウハウが蓄積されているはずですが、御社にはそんな「設計基準」は無いのでしょうか。
先輩諸氏に確認すべきでしょう。

突入電流の設計について

> 今回のサーキットプロテクタは本当に必要かと言う気がして来ました。

当然わかっていると思いますが、ANo.6は配電盤（分電盤）用のブレーカの話で、電子機器用サーキットプロテクタには当てはまりません。

ブレーカーなどは遮断するための動作時間を必要とします。

解決は、簡単なことです。

当然わかっていると思って気にしなかったんですが、もしかして「サーキットプロテクタ」は90A以上の物がいるなんて考えてはいませんよね。

「スイッチング電源装置」の設計経験者です。

どこを何から保護するのかによります。

突入電流は山形波形で、その幅は小さいです。

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