電圧スパイクは敏感な電子機器に重大な損傷を与える可能性がありますが、多くの人はまだそれを完全に理解していません。では、電圧スパイクとは正確には何でしょうか?それらの原因は何ですか?また、回路への損傷を防ぐにはどうすればよいでしょうか?さらに詳しく知りたい場合は、読み続けてください。
電圧スパイクとは何ですか?
電圧スパイクまたは過渡現象は、電圧がミリ秒間に通常のレベルを 3 ～ 1000 倍も超える短いサージです。これは、電子の不安定な動きを引き起こし、集積回路やコンポーネントに損傷を与える可能性があるため、敏感な電子機器にリスクをもたらします。したがって、準備が不可欠です。スパイクを検出するには高度な電子機器が必要です。
電圧スパイクの原因は何ですか?
電圧スパイクはさまざまな原因から発生する可能性があります。そのスクープは次のとおりです。
外部から:
- 雷: 直撃または近くに落ちると、送電線に大きな衝撃が伝わる可能性があります。
- 電力網のしゃっくり: 誤動作、配電エラー、または大きなコンデンサのスイッチングにより、スパイクが発生する可能性があります。
- 大きな負荷をオフにする: 停電やアプライアンスのシャットダウン時など、グリッドから大きな負荷を削除すると、スパイクが発生する可能性があります。
内部から:
- 負荷の切り替え: 冷蔵庫や AC ユニットなどの電化製品のオン/オフは、電圧ジャンプを引き起こす可能性があります。
- 配線の問題: 高電圧のワイヤが誤って低電圧のワイヤに触れると、重大なスパイクが発生する可能性があります。
- 内部グリッチ: 変圧器やその他のコンポーネントの内部の問題も電圧サージを引き起こす可能性があります。
電力サージとスパイクの違いは何ですか?
電力サージと電圧スパイクは、機器にさまざまな影響を与える別個の電気現象です。
主な違いはその継続時間にあります。電圧スパイクは 1 ～ 2 ナノ秒続きますが、電力サージは 3 ナノ秒以上、場合によっては数分間続きます。これは電気システムの反応に影響します。
それらの原因も異なります。電圧スパイクは落雷や静電気放電などのイベントによって発生することが多く、電力サージは電力会社の故障や大規模な負荷の切り替えなど、配電システムの持続的な不均衡によって発生します。
電圧振幅の観点から見ると、スパイクは一時的に数万ボルトに達することがありますが、サージは通常よりも数百ボルト高くなりますが、持続時間は長くなります。
バッテリー システムの場合、電圧スパイクはバッテリー管理システム (BMS) や監視回路に損傷を与える可能性があり、電力サージは充電中に過熱を引き起こし、バッテリーの寿命を縮め、安全上の問題を引き起こす可能性があります。
電圧スパイクを防ぐにはどうすればよいですか?
電圧スパイクを抑制するには特別な回路が必要です。電気技術者は、電力網を含むほぼすべての回路にスパイク抑制を実装します。ただし、完全な抑制は常に達成できるわけではないため、下流での追加の保護が必要です。
サージ抑制器は、ダイオード、インダクタ、およびコンデンサを使用して、エネルギーを吸収したり、グランドに誘導したりします。その設計は、回路のニーズとスパイクの種類によって異なります。たとえば、落雷用の電力網サージ抑制装置には大きなスパーク ギャップ デバイスが使用されますが、集積回路には通常、ツェナー ダイオードやサイリスタなどのソリッドステート保護が使用されます。
サージプロテクターを使用すると、サージ時にデバイスが機能することができますが、寿命は限られており、過負荷になると故障する可能性があります。多くの専用サージプロテクターには信頼性を示すインジケーターが付いています。動作を知らせる追加のサージ抑制器を用意し、系統接続またはブレーカー パネルの開閉装置に設置することをお勧めします。
サージ抑制装置は電源コードに組み込まれることが多いですが、電子機器やブレーカー パネルに組み込まれる場合もあります。
最大スパイク電圧とは何ですか?
一部のサージはより強力であるため、敏感な電子機器の保護レベルを理解することが重要です。最大スパイク電圧はこの保護を示します。
サージプロテクターを購入するときは、通過電圧、クランプ電圧、ジュール、アンペア数の定格を確認してください。ジュールとアンペアの定格は高い方が望ましいです。デバイス保護を強化するために、より低いクランプ電圧を目指します。
DCバッテリー回路にサージ抑制は必要ですか?
答えは、回路をどのように構築して使用するかによって異なります。 DC 回路では AC 回路と同様に電圧スパイクが発生する可能性がありますが、絶縁されたバッテリー DC 回路ではその傾向が低くなります。
多くのお客様にご利用いただいております 電池 オフグリッド DC アプリケーションでは、電圧スパイクが最小限に抑えられ、通常はバッテリーや電子機器に損傷を与えません。
ただし、過電流を管理するには適切な電気ヒューズが必要です。
多くの DC 電子機器にはサージ抑制機能が組み込まれています。最新のダイオード整流器が電圧抑制器として機能するようになったため、車両のオルタネーターからの電圧スパイクに関する懸念は減少しました。
ミッションクリティカルな回路の場合は、低電圧サージ抑制を追加することをお勧めします。 RV やボートに接続するなど、充電または変換のために DC 回路が AC 電源に接続されている場合は、サージ保護装置が必要です。これは、陸上電力、発電機、またはバッテリーとインバーターから交流を生成する場合に当てはまります。これらのシステムは未知の電源に接続されているためです。したがって、回路品質が変化するため、ポータブルアプリケーションではサージプロテクタの使用が不可欠です。
電圧スパイクにどう対処するか?
電圧スパイクは準備ができていないと損害を与える可能性がありますが、理解して回避するのは簡単です。
原因が機器の故障であっても自然現象であっても、保護は簡単です。日常的にサージプロテクターまたはサージサプレッサーを使用してください。この知識は、繊細な電子機器を何年も安全に保つのに役立ちます。
