一般的な電子負荷(回生でないもの)は、ドロッパー方式と呼ばれ試験対象の電源や電池などから供給された電力を「熱」として空気中に放出します。このため、大電力の電子負荷になるほど発熱量も多くなります。

これに対して、回生電子負荷は電力を熱として放出せず供給側の電源(系統)に戻して再利用することができるものです。このため、無駄な熱を出すことはなく、電力の再利用によりトータル的な電気代も抑えることができます。

ひとことで言うと、「LED照明などを点灯するための電源(LED電源)を試験するための電子負荷装置」です。

一般的なスイッチング電源は、電圧を一定に保つ「定電圧制御の電源」がほとんどですが、これに対してLED電源は、電流を一定に保つ「定電流制御の電源」(定電流電源)が多くなっています。また、照明の明るさを制御(調光)するために電源の出力を高速にON/OFFするPWM調光と呼ばれる回路方式のものがあります。

このようなLED電源を従来の汎用電子負荷装置を使って試験すると、PWM調光時の出力変化に電子負荷が追従できず、試験できない可能性があります。LED電源の試験には定電圧モードでの動作が必要となりますが、一般的に汎用電子負荷装置の定電圧モードは応答速度が遅く、PWM調光のパルス出力に追従できないためです。

このような問題を解決するためにLED電子負荷が開発されました。LED電子負荷は、定電圧モードよりもよりLEDの動作特性に近いLEDモード(高速CV+CRモード)を持っており、さらに一部の機種では限りなくLEDの特性に近づけたリアルLEDモードが装備されています。

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充放電試験器は、各種バッテリー(二次電池)を試験するための直流電源と電子負荷を内蔵したもので、直流電源による「充電」、電子負荷による「放電」をソフトウェアにより繰り返して試験することが可能です。
また、当社の充放電試験器は各チャンネルを同期して高速に動作させることが可能であることから、HEVなどに搭載されるバッテリー監視用ECUの試験に使用することも可能です。

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MPPT(maximum Power Point Tracking)は、太陽光発電など自然エネルギーによる発電出力の最大電力点に自動追従する機能で、自然環境の変化による影響を最小限にし、常に最大電力を取り出すことができるものです。このMPPT機能をDC/DCコンバータに内蔵したものがMPPT付きDC/DCコンバータとなっています。

当社では、各種電源の開発設計及び製造を承っております。詳しくはこちらをご覧ください。

下図のように系統(コージェネなど)から供給される交流を直流に変換するコンバータと、逆に直流から交流に変換するコンバー タを併せ持ったもので、系統からの電力をバッテリーに充電し、これを構内の機器で再利用したり系統に回生することができ ます。当社の双方向電源は変換効率90%以上の高効率となっており、電力を有効に活用することができます。

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正確に言うと「電源回路をシミュレーションするためのソフトウェア」です。

電源回路に限らず様々な製品を開発するとき、次のようなプロセスになります。

製品企画→基本設計→詳細設計→製品試作→評価→設計変更→量産→出荷

この中で「製品試作→評価→設計変更」の部分は評価時に不具合が発生すると設計変更し、試作に戻る作業が必要なため時間も手間もかかります。
電源回路シミュレータがあればPC上で回路を組み、動作をシミュレーションしてみることができます。
実際にモノを作らなくても動作の確認ができるため、試作と評価の手間をある程度まで省くことができます。

また、一般的な汎用のシミュレーションソフトウェアを使ってスイッチング電源回路のシミュレーションを行うと膨大な時間がかかることがありますがSCAT シミュレータはスイッチング電源回路用に最適化されており、驚くほど短時間でシミュレーション結果を得ることができます。

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ひとことで言うと、「色々な電源の出力に電流を流し電源の性能を試験するためのもの」です。
弊社では電源の自動試験システムとして「電源自動検査システム」と「電源自動評価システム」という2種類の製品を持っており、次のように区別しています。

電源自動検査システム

電源の各種測定について自動計測を行い、アウトプットとしてPASSあるいはFAIL等の良否判定結果を出力します。また、必要に応じて検査成績書等のリポートを出力することも可能です。

電源自動評価システム

自動検査システムと同様に電源の各種測定について自動計測を行いますが、アウトプットは良否判定結果ではなく「表、波形、グラフ」等が組み込まれた形式の評価リポートとなります。

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ひとことで言うと、「色々な電源の出力に模擬負荷として接続し電源の性能を試験するためのもの」です。

電子負荷は何のために必要?

例えば、皆さんが使っているパソコンやコピー機、液晶テレビなど家庭用コンセントから電源を取るほとんどの電気製品の中には交流を直流に変換する「スイッチング電源」と呼ばれる電源が内蔵されています。
この「スイッチング電源」は入力側に交流(日本国内では電圧100V)を入れると出力側に数V~数十Vの直流が出てくるというものです。パソコンの中に組み込まれているスイッチング電源は出力側の直流を使ってCPUやハードディスク、DVDドライブなどを動かしています。
このCPU やハードディスクなどのかわりに電子負荷を接続し、電源の出力側に電流を流します。このとき、実際の電流よりも多く流したりして(実際の使用条件よりも厳しい条件で)試験するために電子負荷が使用されています。

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高周波終端抵抗器(TRC-50F2)は特性インピーダンス50Ωの同軸ケーブルを使ったプローブと測定器を接続するときに使用します。同軸ケーブルを使って高周波(リップルノイズ)を伝送するとき受け側(測定器)で抵抗器により終端す ることが必要です。このときの抵抗値は同軸ケーブルの特性インピーダンスと同じ値にすることが必要ですが、電源測定の場合抵抗のみの終端では問題が起こります。当たり前ですが、電源の出力には直流電圧が出力されており、これが同軸ケーブルを介して終端抵抗器に接続されます。このとき、抵抗器に流れる電流と消費される電力は以下の表のようになります。
オシロスコープの中には終端抵抗器を内蔵しているものもありますが、例えば50Vの電源出力を接続すると50Wもの電力を消費するため、終端抵抗器が加熱し、場合によっては焼けてしまいます。そこで、TRC-50F2の内部は抵抗器と直列にコンデンサが入っており直流分をカットし、高周波のみ抵抗器に流れるようになっているため、高い電圧を接続しても終端抵抗器が過熱することはありません。なお、弊社のリップルメータ(RM-103)や電子負荷装置内蔵のリップルメータには TRC-50F2 相当の終端回路が内蔵されているため外部に終端は不要です。

電源の出力電圧終端抵抗器に流れる電流終端抵抗器で
消費される電力
5V0.1A0.5W
10V0.2A2W
20V0.4A8W
50V1.0A50W
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差動プローブはコモンモードノイズ成分を除去するために使用します。

スイッチング電源の直流出力端子には本来の直流電圧に重なる形でノーマルモードとコモンモードという2種類のノイズ成分が現れます。この「重なり方」の違いによってノーマルモードあるいはコモンモードと呼んでいます。

コモンモードノイズとは?

図のように信号源(スイッチング電源の出力端子)の両端に現れるノイズをノーマルモード(線間) ノイズと呼んでいます。これに対して、大地間(スイッチング電源のフレームグランド間)に現れるノイズをコモンモードノイズと呼びます。スイッチング電源の出力電圧測定をする際、コモンモードノイズが発生している と本来の測定(ノーマルモード)に悪影響を与えることがあります。
このような場合に差動プローブを使って測定するとコモンモード成分を除去できるため、ノーマルモード成分のみ正確に測定することができます。

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ひとことで言うと、「電源の直流出力にあらわれる(本来必要無い)微小な振動やノイズの成分」です。
上図はリップルノイズ波形を模式化したもので、A縲廢の部分の電圧値からいくつかの値を測定し、スイッチング電源の性能をはかる指標として使用します。

リップルノイズ波形の模式図

種類説明
スイッチングノイズ
(図のC部分)
スイッチング電源内部のスイッチング回路により発生するもので、スイッチング周波数に同期して現れるスパイク性の波形です。
スイッチングリップル
(図のB部分)
スイッチング電源出力側の平滑コンデンサにより平滑しきれなかった成分で、スイッチング周波数に同期した三角波状の波形です。
ACリップル
(図のE部分)
入力側の商用周波数成分(50Hz, 60Hz)を除去しきれずに出力側に現れるものですが、一般的には非常に小さい電圧になります。
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ひとことで言うと、「スイッチング電源の出力にあらわれるリップルノイズ電圧を測定し デジタル表示できるもの 」です。

スイッチング電源とは?

スイッチング方式の電源を意味します。例えば皆さんが使っているパソコンには例外な くスイッチング電源が内蔵されています。パソコンの中にはCPU などの電子デバイスな どが内蔵されていますが、これらのデバイスは直流の低い電圧(1 ~ 12V 程度)で動作するも のです。
これに対して家庭のコンセントは交流の100V となっており全く異なります。パソコンに内蔵されているスイッチン グ電源は交流100V を直流電圧に変換しCPU などの各種デバイスを動作させるために使われています。

電源には大きく分けて2種類あります。
 A.ドロッパー方式(リニア方式、シリーズレギュレータ方式とも言います)
 B.スイッチング方式

これらの方式には下記の表のような長所と短所があります。ドロッパー方式はオー ディオ機器など低ノイズが要求される一部の 機器に限定され、現在ではスイッチング方式 が主流となっています。もし仮に現在のパソ コンに内蔵されているスイッチング電源と同 じ容量のものをドロッパー方式で作成したら…もしかしたらオーブントースターくらいの大きさになるかもしれません。これ は非現実的ですね。小型軽量で良いとこばかりのようなスイッチング電源ですが、ノイズが多いという短所があります。この ノイズには、ノイズ成分とリップル成分が含まれており一般的には非常に複雑な波形となります。この波形からノイズ成分と リップル成分を分離して簡単にデジタル表示できるものがリップルノイズメータ(RM-103)です。

方式長所短所
ドロッパー方式ノイズが少ない大きくて重い
スイッチング方式小さくて軽いノイズが多い
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ひとことで言うと、「電気製品を使用する人間が安全に(感電せず)使用できることを確認するための試験器 」です。

安全試験器(絶縁耐圧試験器)の試験項目は?

安全試験器(絶縁耐圧試験器)の試験項目は下記の表のように4種類の試験項目で構成されており、機種によって対応できる試験項目は異なります。

また、安全試験器は試験のために1,000V以上の高電圧を発生します。このため、安全試験の作業者が安全試験器から発生する高電圧で感電しないよう、安全のための保護回路が内蔵されています。

試験項目概要
AC/DC耐電圧試験
耐電圧試験は様々な電気製品の品質と安全確認のため、100%義務付けられています。安全規格は、IEC, VDE, TUVなどの国際的な機関により規定されており、試験内容は製品種別ごとに異なりますが、基本は定められた高電圧を定められた時間だけ被試験物に印加するというものです。
絶縁抵抗試験
1,000Vまでの直流電圧を被試験ポイントに印加して抵抗値を測定します。
アース導通試験
製品のシャーシと被試験物のグラウンドポスト間に大電流が流せるかどうか確認し、確実にグラウンドに接続されていることを試験します。
リーケージカレント
(タッチカレント)試験
被試験物に対して人体のインピーダンスを模擬した回路を接続し、回路に発生した電圧から計算してリーク電流を求めます。人体のインピーダンスを模擬する回路はそれぞれの安全規格によって定められており、規格ごとに異なります。
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ひとことで言うと、「様々な電圧や周波数の交流を安定して出力できるもの」です。

交流電源は何のために必要?

一般的な家庭のコンセントは交流電圧100V が出力されていますが、これは日本国内での話で、海外では様々な電圧が使われています。世界の主な国々の電源電圧は下記の表のようになっています。

このように世界には様々な電源電圧が存在しており、海外向けの製品を輸出するときは輸出先の国の電源電圧で動作を試験することが必要です。このような場合に交流電源がお役に立ちます。輸出先の国の電圧や周波数をワンタッチで出力することができますので、 簡単に試験することができるわけです。

また、最近の日本ではコンセントの電圧(100V)が大きく変動することは無く、停電もめったに有りませんが世界の国々では電源事情が悪いところもあるため、交流電源により電圧変動や停電をシミュレーションした試験にも使われています。周波数については50/60Hz が主流となっていますが、船舶や航空機内では400Hz などの高い周波数の電源が使われており、そのような場合でも交流電源を周波数変換機として使用し高い周波数の電圧を出力して各種試験に活用することができます。

国名電源電圧周波数
日本100V50/60Hz
韓国110/220V50Hz
中国
アメリカ120V
イギリス230/240V
ロシア127/220V
オランダ230V
フランス127/230V
マレーシア240V
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直流電源は、直流安定化電源とも呼ばれるもので、交流の電源(ACコンセント)しか無い場所で直流が必要なとき、直流電源を使用すれば容易に直流を得ることができます。
図のように、AC(交流)からDC(直流)に変換するもので、回路方式により、リニア(ドロッパー)方式とスイッチング方式の2種類があります。


リニア(ドロッパー)方式 スイッチング方式
変換効率 比較的低い 比較的高い
出力リップル・ノイズ 比較的少ない 比較的多い
サイズ・重量 比較的大きくて重い 比較的小さくて軽い
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