主電源で動作するすべての電子デバイスには、何らかの形式の電源ユニット (PSU) が必要であり、多くの場合、独自の要件があります。まず、機器の設計者は、電源の外部仕様 (サイズ、形状、重量、その他の物理的特性など)、サポートされる入出力電圧、電力容量 (ワット数)、効率、信頼性などの要素を考慮する必要があります。さらに、設計者は、各電源の意図した導入環境を評価して、適合性と安定性を確保する必要があります。

比較的穏やかな環境もあれば、極端な動作温度環境など、より過酷で困難な環境もあります。強制空冷などのアクティブな冷却方法ではファンの使用が必要ですが、ファン自体がシステムのスペースを占有し、システムの重量が増加し、エネルギーを消費し、騒音を発生させ、追加の一般的な障害点となります。多くの場合、伝導や対流による熱放散などの受動的冷却を使用し、場合によっては冷却効率を向上させるためにヒートシンクを追加する方が良い選択肢となります。

一般的な要件 (効率、信頼性など) に加えて、さまざまな市場には、次の例のような電源に対する特定の要件もあります。

5G 基地局などの通信アプリケーションでは、継続的な運用を確保するために高い効率と信頼性が必要です。
産業用プリンターなどの産業用アプリケーションは、幅広い入力および出力電圧オプションをサポートする必要があります。
エネルギー貯蔵システム (ESS) は、長期にわたる経済的な運用を確保するために高い効率を必要とします。
防衛用途には、厳しい防衛安全基準を満たす関連認証が必要です。
ロボット用途には、アクチュエーター、モーター、および制御システムのニーズを満たすために、小型化、軽量、受動的冷却、高い安定性、および複数の出力電圧オプションが必要です。
ファクトリーオートメーションアプリケーションは、さまざまな国での展開を容易にするために幅広い入力電圧をサポートし、複数のタイプの機器に供給するために多様な出力電圧をサポートする必要があります。

多くの場合、設計エンジニアは、全体的な電力処理を向上させるために、複数の電源を並列に使用できる必要があります。ただし、すべての電源がこの機能をサポートしているわけではありません。この機能のない電源を並列接続すると、システムの故障や機器の損傷が発生する可能性があります。

技術に詳しくない管理者や購買担当者は、元の電源を別のサプライヤーの同様の仕様の電源に交換するのは簡単だと考えるかもしれませんが、実際にはこれが起こることはほとんどありません。各タイプの電源には、設計エンジニアが習得する必要がある独自の特性と学習曲線があるため、設計者は、できるだけ多くのデバイスで同じ電源ファミリを使用することを好みます。同時に、機器メーカーは在庫を最小限に抑えたいと考えています。これは、さまざまな導入ニーズに応じて構成できる基本的な電源を使用することで実現できます。

P-DUKE TBF500 電源ユニット (PSU)

P-DUKE は 1992 年に設立され、高効率電力変換製品の研究開発と生産に取り組んでいます。 P-DUKE は、非常に高い製品品質とさまざまなアプリケーション規格への準拠に対する市場の需要を満たすために、幅広い DC/DC パワーコンバータ、AC/DC 電源、カスタマイズされた電力変換ソリューションを提供します。

P-DUKE の TBF500 シリーズ AC/DC 電源は、85 ～ 264 VAC の幅広い入力電圧をサポートし、12、15、24、28、48、および 54 VDC の出力電圧を提供します。シリーズのすべてのモデルは、無負荷状態 (最小負荷不要) で消費電力がわずか 0.6 W で、最大 93% の電力変換効率で最大 500 W の負荷をサポートします。

TBF500 デバイスは 3,000 VAC 強化絶縁を備えており、熱伝導性アルミニウム基板に統合されたアクティブ半導体素子を含む密閉型パワーモジュールとして提供されます (図 1 を参照)。

図 1: TBF500 シリーズ電源は、密閉されたブリックタイプのパッケージで提供されます。

3 年間の保証に加えて、TBF500 電源は RoHS、REACH、および IEC/UL/EN 62368-1 安全規格に準拠しています。一般的な導入では、ヒューズとしての金属酸化物バリスタ (MOV)、電磁適合性 (EMC) 要件を満たすための抵抗器、コンデンサおよびインダクタ、平滑用のバルクコンデンサなど、出力フィルタのコンポーネント用の追加コンポーネントを使用する必要があります (図2を参照)。

図 2: 一般的な TBF500 展開に必要な追加コンポーネント。

図 2 に示すように配置すると、TBF500 電源は業界をリードする過電流保護 (OCP)、過電圧保護 (OVP)、過熱保護 (OTP)、および短絡保護 (SCP) を提供します。

一例として、予防策が講じられていない場合、AC 電源からの過電圧過渡現象によって電源とそのバックエンド機器が損傷し、ユーザーが潜在的な危険にさらされる可能性があります。国際規格 IEC 60664-1(2007) には、落雷や不安定な電源などの発生源からの過渡過電圧に対処するさまざまな過電圧カテゴリ (OVC) が記載されています。その中で、OVC I は過電圧カテゴリの最低レベルであり、TBF500 電源は OVC III の要件に完全に準拠しています。

図 2 の -Sense 入力と +Sense 入力により、TBF500 電源は負荷の実際の電圧を検出し、ケーブル抵抗による電圧降下を補償するために出力を自動的に調整できます。

500 W を超える電力を必要とするデバイスの場合、TBF500 電源は電流共有機能 (CSF) をサポートしており、複数のデバイスを並行して使用できます。

導入オプション (XTBF500 シリーズを含む)

機器メーカーが在庫要件を削減し、市場やアプリケーションの多様なニーズに対応できるよう、TBF500 電源は複数の導入オプションをサポートしています。たとえば、TBF500 電源はシステムのメインプリント基板 (PCB) に直接取り付けることができます。この場合、TBF500 は付属のアルミニウムプレートヒートシンクを介して対流と放射によって熱を放散でき、強制空冷と組み合わせて冷却効果をさらに高めることができます。図 3 に示すように、これは展開シナリオの 1 つです。

図 3: 対流によって冷却され、メインのプリント基板 (PCB) に固定されます。

このシナリオでは、前のセクションで説明した追加の外部コンポーネントがシステムのメインプリント基板 (PCB) に取り付けられます。

もう 1 つの代替シナリオは、TBF500 電源をシャーシに直接取り付けることです。この場合、熱は、TBF500 の背面に取り付けられたアルミニウムプレートを介した対流によって放散されます (図 4 を参照)。

図 4: システムシャーシに固定され、伝導によって冷却されます。

同様に、追加の外部コンポーネントがシステムのメインプリント基板 (PCB) に取り付けられます。もう 1 つのオプションは、XTBF500 シリーズのスタンドアロン電源を使用することです。この場合、TBF500 パワーモジュールはアルミニウムプレートを介して大きなアルミニウムベースプレートに固定され、TBF500 は前のセクションで説明したすべての追加コンポーネントを含む回路基板にも接続されます (図 5 を参照)。

図 5: XTBF500 シリーズは、TBF500 と回路基板を組み合わせたものです。

XTBF500 は、密閉型ユニット (図 5 の上半分に示す) またはオープンフレームモード (図 5 の下半分に示す) として展開できます。必要な修理と交換の手順を容易にすることに加えて、オープンフレームの展開には熱放散という利点もあります。ただし、密閉配置では回路基板との直接接触が防止されるため、保護が強化され、感電の可能性が排除されます。

図 6 に示すように、TBF500 のアルミニウムベースプレートは XTBF500 のアルミニウムベースプレートに接続されており、さらに XTBF500 のアルミニウムベースプレートをシステムシャーシに取り付けることができるため、熱伝導と放熱機能が向上します。

図 6: XTBF500 は、強化された熱伝導率冷却機能を提供します。

TBF500 (おそらく XTBF500 の形式) は、システムアーキテクトや設計エンジニアに、さまざまなアプリケーションに応じてさまざまな展開オプションを選択できる柔軟性を提供し、機器メーカーが電源在庫要件を効果的に削減できるようにします。

P-DUKE 電源 (PSU) の代表的な市場と用途

TBF500 および XTBF500 電源ユニット (PSU) シリーズは、さまざまなニーズに合わせて最適化された特定の PSU 機能により、さまざまな市場とアプリケーションをサポートします。以下に、いくつかの例とそれに対応する PSU 機能を示します。

通信アプリケーション (例: 5G 基地局)

500 W の出力電力: 安定した効率的な電力を提供し、連続稼働のニーズに対応します。
最大 93% の効率: エネルギー損失と運用コストを削減します。
広い入力範囲 (85 ～ 264 VAC): さまざまな地域の電力ネットワークのニーズに適応します。
完全な保護メカニズムと高い動作高度への適応性: 過酷な環境でも信頼性を確保します。
3 年間の製品保証: システムの信頼性が向上します。

産業用アプリケーション (産業用プリンターなど)

多彩な出力電圧（DC12、15、24、28、48、54V）：さまざまな産業機器のニーズに対応します。
高効率設計: 運用コストを削減し、システムの安定性を向上させます。
電流シャント機能と安定した電圧出力: 安定性と拡張性を提供します。
EMC 準拠フィルター: 電磁干渉に対する強力な耐性を提供します。
完全な保護機能: システムの安全性を確保するための過電圧および短絡保護を含みます。

エネルギー貯蔵システム (ESS)

最大 93% の効率: 省エネの利点があり、長期的な運用がより経済的になります。
電流シャントおよび並列機能: さまざまな負荷要件を満たし、システム拡張をサポートします。
複数の出力電圧オプション: さまざまな ESS システム要件に適応します (例: 48V、54V)。
高い信頼性と環境適応性：過酷な環境でも安定した動作を実現します。

防衛用途

IEC/UL/EN 62368-1 認証: 厳しい防衛安全基準を満たしています。
高効率と完全な保護機能: システムの信頼性が向上します。
高所作業への適応能力：さまざまな過酷な環境に適しています。
優れた EMI 準拠: 電磁干渉に対する優れた耐性を提供します。

ロボットアプリケーション

安定性の高い出力と複数の出力電圧オプション: ロボット制御システムのニーズを満たします。
高いエネルギー効率: 高速応答とエネルギー消費の削減を保証します。
適切な保護メカニズム: 長期にわたる運用の信頼性を確保します。
EMC 規格に準拠: 電磁干渉に耐え、動作精度を保証します。

ファクトリーオートメーション

500 W の出力電力と複数の出力電圧: さまざまなオートメーション機器をサポートします。
高効率（93%）：エネルギーロスを低減し、長期稼働をサポートします。
統合された周辺回路: 設計と実装プロセスを簡素化し、展開を容易にします。
過酷な動作環境への適応と完全な保護機能: システムの安定性と信頼性が向上します。

詳細 - XTBF500, TBF500

P-DUKE は、高性能電力変換製品の大手サプライヤーであり、最高の製品品質と関連するすべてのアプリケーション規格への準拠を必要とする市場のニーズを満たすことに専念しています。
P-DUKE の TBF500 シリーズ AC/DC 電源は、85 ～ 264 VAC のユニバーサル入力電圧範囲を備え、12V、15V、24V、28V、48V、および 54V の出力電圧で利用可能です。このシリーズのすべてのモデルは、無負荷状態でわずか 0.6 W を消費し、最大 93% の電力変換効率で最大 500 W の負荷をサポートできます。

TBF500 電源は、アクティブ半導体コンポーネントと統合された熱伝導性アルミニウムベースプレートを含む密閉型パワーモジュールとして提供されます。機器メーカーが在庫要件を削減し、市場やアプリケーションのさまざまなニーズに対応できるよう、TBF500 電源には複数の導入オプションが用意されています。これらのオプションには、TBF500 とカスタム回路基板を組み合わせた回路基板給電電源モジュールの XTBF500 シリーズが含まれており、シールド付き密閉ユニットまたはオープンフレームモデルとして導入できます。

TBF500 および XTBF500 シリーズの電源は国際規制と安全規格に準拠しているため、これらの P-DUKE 電源は、通信、産業用アプリケーション、エネルギー貯蔵システム、防衛、ロボット工学、ファクトリーオートメーションなどの幅広い市場および分野での使用に最適です。、とりわけ。
P-DUKEの製品とサービスの詳細については、専用の製品ページをご覧ください。サポートが必要な場合は、P-DUKE までお気軽にお問い合わせください.