PLC入力モジュール

質問

あるカタログに「直流入力モジュール用の電源は、絶縁型スイッチング電源をしようすることが望ましい。シールド付き絶縁トランスで降圧し、二次側を全波整流したような簡易的な電源を使用すると、リップルが大きいために交流電源波形のゼロクロスポイントで付近で、入力信号が途切れる可能性がある。」と記載されており、理解できませんでした。図とかがなく、上記の言葉だけでの記載でした。

図などでわかりやすく上記の内容が説明されているサイトなどありますでしょうか？理屈が良くわかりません。

回答No.2

noname#194317 · ベストアンサー

やはり絵があった方が理解できそうなので、適当にググったページを貼っておきます。

http://blog.rohm.co.jp/entry/2008/11/post_139.html

交流だと、定期的に＋→０→－→０…の繰り返しになりますが、これの＋部分だけ使って直流にするのが半波整流です。これは元電圧の波が－方向に振っている部分を捨ててしまうため効率が悪く、また－に振れている間は出力が出ないため、平滑回路なしでは実用になりません。それよりもう少しましな方法が全波整流です。これは－方向の波を＋に振り替えることで、効率を改善したものです。

ただし全波整流であっても、定期的にゼロに落ちる瞬間（ゼロクロスポイント）があることに変わりはないため、やはり平滑回路がないと、ずっと電圧が立っていることを期待している負荷では問題を起こします。今問題としているPLCの入力ユニットがOffと認識してしまったり、DCリレーのコイルがうなったりするのが代表的な問題です。

スイッチング電源の場合は、出力に対して入力電圧を高めにとることで、ゼロクロスポイントを排除しています。5V出力のスイッチングレギュレータには8Vくらい入れていますし。それでも完璧な直流にはなかなかならず、残留リップル率xx％などと表示されています。この数値が小さい方が、よりきれいな直流を吐き出す電源になります。

お礼

参考URLまでご教示いただき誠にありがとうございます。
大変わかりやすかったです。
「スイッチング電源の場合は、出力に対して入力電圧を高めにとることで、ゼロクロスポイントを排除しています。5V出力のスイッチングレギュレータには8Vくらい入れていますし。」とコメントいただきましたが通常スイッチング電源の一次側入力AC１００V等ではないのでしょうか？８Vの入力というのが少し理解できませんでした。

回答No.3

noname#194317

No2です。

> ８Vの入力というのが少し理解できませんでした。

これは私の言葉が足りませんでしたね。DC5Vを作る時に、AC100Vや200Vをトランスで降圧するでしょう？その電圧が8Vくらいっていう話です。ここで平滑化のために電解コンデンサを入れてゼロクロスポイント付近を埋め、出力が5Vより高くならないように5V以上の部分をいわゆる3端子レギュレータで削ります。これが最終的なDC出力になります。

8Vというのは、埋めきれなかった波形の底の部分が5Vを下回らないために必要な余裕を見越してのことです。この電圧を上げた方が安定度は増す代わりに効率が悪くなるため、高けりゃいいだろと言う単純なものではありません。最近の効率のいいレギュレータなら、もっと低い電圧でもいけるものもあります。細かい話は私のまずい説明を見るより、次の資料を見た方がいいでしょう。

www.cqpub.co.jp/hanbai/books/34/34391/34391_onboard.pdf

お礼

非常にわかりやすい説明ありがとうございました。理解できました。
親切に教えていただきありがとうございます。

回答No.1

misawajp

要するに　DC電源の

DC出力が一次側のAC入力と絶縁されていること（一次側は通常接地されていますので、その接地の影響がDC電源に及ばないようにする）

トランスで降圧し、二次側を全波整流したような簡易的な電源は　平滑回路が無いので、ACがそのままDC出力に現れる（当然電圧が0になる瞬間がある）

今のDC電源ではほとんど考えられませんが、30年前には　DC電源には　トランスで変圧しそれを整流しただけのものがありました（正弦波の正側だけを取り出したもの（半波整流）、正側と負側を取り出し合成したもの（全波整流））

DC電源をディスクリート素子で作成してみればすぐに理解できるのですが、
ブラックボクックス化した装置やモジュラ部品しか知らないと把握が難しいのでしょうか

お礼

ご丁寧なご回答ありがとうございます。
平滑回路がなく、０Vになる瞬間があるのが問題という認識で宜しいでしょうか？
また、「一次側は通常接地されていますので、その接地の影響がDC電源に及ばないようにする」とコメント頂きましたが「接地の影響」とは具体的にどのようなものを言われているのでしょうか？
質問ばかりで申し訳ありませんがご教示のほどよろしくお願いします。