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2021年5月20日

直流電子負荷装置の構造と便利な機能：直流電子負荷の基礎知識（2）（5/5 ページ）

直流電子負荷の基礎知識

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直流電子負荷装置を使うときの注意事項

　直流電子負荷装置を使って再現性がよく、正確な測定を行うにはいくつかの注意が必要となる。ここでは代表的なものを示す。

　直流電子負荷装置を組み込んだ電源装置の検査システムなどでは配線が長くなる場合がある。また測定対象の電源装置から直流電子負荷装置の間に端子台、スイッチ、リレーなどが接続されることがある。

　これらには導通抵抗や接触抵抗があり、測定対象の電源装置から見ると負荷の一部になるため静的な測定においても誤差の要因となる。検査システムを構築する際には導通抵抗や接触抵抗の影響を考慮する必要がある。

図15：配線や端子台の影響

　高速動作が可能な直流電子負荷装置を使って電源装置を評価する際には表皮効果の影響を考慮する必要がある。表皮効果とは周波数の高い電流は導線の表面しか流れない特性のことである。表面しか電流が流れないとインピーダンスが高くなり電圧降下は大きくなる。

図16：周波数による電流密度の違い

　高速に動作できる直流電子負荷装置を使用する場合は高い周波数成分を持つため、電線の表面積が大きくなるように細い電線を束ねたリッツ線を使ったLow-Lケーブル（低インダクタンスケーブル）を選ぶ必要がある。

図17：Low-Lケーブルを使用したときの効果

　外部からの交流磁界の影響や電流が流れることによる磁界の発生を除くために直流電子負荷装置と測定対象の電源装置の間の配線を撚ることが望ましい。配線をよると発生する磁界の影響を受けないため配線のインダクタンスは小さくなる。

図18：ツイスト線の使用による効果

　直流電子負荷装置の内部、測定対象となる電源装置までの配線、電源装置内部にはインダクタンス成分が存在する。直流電子負荷装置を使って電源装置の挙動や燃料電池のインピーダンス測定を行う場合はインダクタンス成分を考慮する必要がある。

　高速に動作できる直流電子負荷装置を使って高速に応答するPOL（Point of Load）電源などの挙動を評価する際にはインダクタンス成分を小さくするために配線を短くすることが必要となる。

図19：直流電子負荷装置から電源装置までに存在するインダクタンス成分

　直流電子負荷装置の負荷入力端子間の電圧波形と電流測定端子からの電流波形を入力が絶縁されていない一般のオシロスコープを使って測定する場合には短絡しないように正しい接続が必要となる。

図20：オシロスコープによる電圧と電流の波形測定

　誤った接続をした場合は直流電子負荷装置、測定対象の電源装置、オシロスコープを破損する可能性があるので注意が必要である。

　一つの筐体に複数の出力を持つ直流電源装置を試験する場合は直流電子負荷装置の入力端子のプラス（＋）側の電位が高くなるように接続しなければならない。逆に接続したときは「逆接続アラーム」が発生する。

図21：複数の出力を持つ電源装置との正しい接続

　日本国内では日本の電源メーカーが作る製品と海外から輸入された製品が販売されている。

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