技術コラム

交流電源とは(基礎知識)

■交流電源/交流安定化電源とは

コンセントから流れてくる一般的な電源は、常に一定した電圧を保っているわけではありません。同じ電源でつながった電気機器の消費電力変化により生じる電圧変動や、瞬間的な電力の遮断などを含んでいます。

このような変動は決して大きいものではないため、照明のような単純構造の家電製品であればあまり問題になりません。しかし電子回路を搭載した機器や精密機器の場合、誤作動といったトラブルにつながる可能性があります。そのため、電圧変動の影響を無くすために、交流安定化電源が必要です。

また、交流安定化電源はコンセントとは異なり、さまざまな電圧や周波数の電源が供給できます。そのため、電子機器などの試験では瞬間的な電気の停止や高調波の発生、サージのような誤動作の可能性がある状況のシミュレートにも用いられます。

先述の通り、電源から供給される電気にはさまざまな変動を含んでいるため、このような環境下で被試験機器(DUT)が誤作動を起こさないか、事前のチェックが必要です。このチェックにも交流安定化電源が使われます。電源試験を行う場合には、実際の被試験機器や試験ごとに適した電源が必要です。

さらにこの性質を活かし、世界各国の電源の再現を行うことも可能です。世界中で使用されるAC入力の電子機器を作る際に、各国の電源事情に合わせたAC入力範囲と、それに準じた誤差を含む電圧での試験を行うために交流安定化電源が使用されます。

なお、交流安定化電源には次の3つの性質が求められます。

  • 出力電圧の安定性
  • 入力電圧の変動による影響がなく、出力波形品質が安定している
  • 負荷の種類や増減による影響を受けず、安定した電力を供給できる

直流安定化電源であっても、交流安定化電源であっても、常に安定した任意の出力が求められますが、交流安定化電源においては、電圧だけでなく出力波形や供給電力の安定も求められます。

■交流安定化電源の種類

交流安定化電源は、ACスタビライザと周波数コンバータの2つに大きく分類されます。ACスタビライザは出力電圧や出力波形のみを一定にする機器です。一方、周波数コンバータは出力周波数を一定に保ったり、任意の周波数を出力したりする機能を持っています。

そのため、電源異常のシミュレーションには主にリニアアンプ方式の周波数コンバータが使用されます。各方式の特徴を以下にまとめます。

種類 方式 小型 効率 コスト 応答速度 その他特徴
AVR
ACスタビライザ
スライダック方式    
タップ切りかえ方式    
位相制御方式     信頼性が高い
発生歪が大きい
リニアアンプ方式   ×   出力波形品質がいい
CV・CF
周波数コンバータ
リニアアンプ方式     出力電圧・周波数を自由なタイミングで変化させられる
出力波形の品質にばらつきがある
インバータ方式
(単一レンジ)
    直流の出力ができるものがある
インバータ方式
(ワイドレンジ)
    直流の出力ができるものがある

■おすすめ交流安定化電源の製品紹介

では、交流安定化電源をどのように選んでいけばよいのでしょうか? まずは現状のトレンドを抑えておきましょう。ここ最近、交流安定化電源は小型化する傾向にあり、また、環境保全などの視点からより高効率な電源も求められています。

このような現状を受け、松定プレシジョンでは他社製品よりもコンパクトな卓上型の交流安定化電源を開発しました。2021年7月現在、交流安定化電源を取り扱う企業の中で、一人でもかんたんに持ち運べる卓上サイズの交流安定化電源を販売しているのは松定プレシジョンだけになります。

ちなみに、松定プレシジョンの交流安定化電源ラインナップにおいて最もハイパワーで多機能なものはSRKシリーズです。SRKシリーズは松定プレシジョンのフラグシップモデルとして、高品位な出力だけでなく、小型化、軽量化、高効率化も実現しています。

ほかにも、卓上サイズでありながら高いパワーを備え持つSRSシリーズや小型サイズでも多くの機能を搭載するSRJシリーズを提供。SRJシリーズはACだけでなくDC電流も出力できる他、海外向け製品の開発や、試験に便利なユニバーサルタイプの電源出力端子を持っています。

一方、シンプルな機能を備えているのがSRJEシリーズです。他の交流安定化電源ラインナップとは異なり、交流出力しかできないのも注意すべき点になります。

シリーズごとの特徴をまとめると、下記のよう になります。

  交流出力 直流出力
ハイパワー・多機能 SRKシリーズ
卓上サイズ・高機能 SRSシリーズ
卓上サイズ・多機能 SRJシリーズ
卓上サイズ・シンプル SRJEシリーズ  

なお、交流安定化電源は基本的に単相交流のみの出力ですが、松定プレシジョンの交流安定化電源では、3台を連動させることで三相交流も実現できるのが大きな特徴となっています。

おすすめはハイパワーなSRKシリーズになりますが、必要としている試験の内容や、設置場所もあわせて選ぶとよいでしょう。