電源ユニット（PSU）一般の直列／並列チャネル動作

質問

使用しているPSUには、1または2象限動作のためのアイソレートされたチャネルがあります。これをいくつかのアプリケーションに使用する予定です。困ったことに、マニュアルからは十分な答えが得られない疑問がいくつかあります。

• 出力電圧を上げる
• 出力電流を増やす
• 追加のPSU（電源ユニット）を使用して出力パワーを増やす
• ペルチエ素子（負と正の電圧印加 - 逆並列接続で使用する2つのチャネルが存在）

また、センシングラインの配線についても教えていただけますか？

回答

1）出力電圧を上げる（直列モード）

次の相互接続を使用することで、個々の出力電圧が加算されます。すべての出力を通じて同じ電流が流れます。直列に接続された出力の電流制限値は、同じ値に設定する必要があります。どれかの出力が電流制限値を超えると、全電圧が停止します。負荷を均一に配分するため、すべての電圧を同じ値に設定することが推奨されます。

接続されたすべてのチャネルをオンにします。これは特に、低抵抗の負荷を接続した場合に重要です。そうしないと、オフにしたチャネルの保護ダイオードに過負荷が生じ、測定器が損傷されるおそれがあります。

もう1つの重要なポイントとして、グランドへの最大電圧が挙げられます。直列接続から生じる電圧は、この値を超えてはなりません。

2）出力電流を増やす（並列モード）

全電流を増やす必要がある場合、電源出力を並列に接続します。個々の出力の出力電圧は、できるだけ正確に同じ電圧値に設定する必要があります。この動作モードでは、小さい電圧差のために、まず1つの電圧出力が電流制限値まで上昇し、もう1つの電圧出力が残りの電流を供給するのが一般的です。

最大合計電流は、並列に接続されたすべての電源の個々の電流の和です。並列に接続された電源の場合、電源内部で補正電流が流れる可能性があります。別のメーカーの電源を使用すると、過負荷保護がない可能性があるため、電流が不均一に分配されて、これらのユニットが破壊される可能性があります。

一般的に、出力電圧が最も高いチャネルが、最も大きい電流を供給します。このチャネルが電流制限値に達すると、並列に接続されている次のチャネルが残りの電流を供給します。

個々のチャネルの電圧には、許容値によるわずかな違いがあります。電圧をわずかに上げることで、負荷をより均一に配分できます。例えば、あるチャネルの電圧を何mVか上げると（同一のケーブルのセットを使用して）、電流は最初にこのチャネルから供給されます。

また、電流制限値設定を使用して、チャネルの間の負荷を均一化することを推奨します。接続されているチャネルの電流制限値に比例して、全電流を分配します。この手順では、パワー損失もより均一に分配されるため、熱放散が改善され、半導体の損傷を防ぐことができます。

3）追加のチャネル/PSUを使用して出力パワーを増やす際の一般的考慮事項

直列／並列モードに関して記述されているポイントに加えて、以下のことに注意する必要があります。

• グランドへの最大電圧は、使用するすべてのPSUの最小値を超えてはなりません。
• PSUによっては、接続抵抗が小さいコネクタが裏面に装備されている場合があります。このようなコネクタを優先的に使用します。
• 伝導抵抗をできるだけ小さくするため、断面積がなるべく大きいケーブルを使用します。
• 複数のPSUを使用する場合、出力を同時にオンにすることが不可能である点を考慮する必要があります。特に、出力電流を増やす必要があり、被試験デバイスが最大電流をただちに要求する場合、適切な外部スイッチを使用して、使用するすべてのPSUの動作準備ができた状態で、被試験デバイスを接続する必要があります。

4）DUTに負と正の電圧を印加する特殊なケース（ペルチエ素子など）：

残念ながら、出力を逆並列接続することは、例え出力の1つがオフにされていても不可能です。意図しない効果が発生し、出力が損傷される可能性があります。1つの可能性としては、出力を別個のリレーで相互接続して、極性が異なるチャネル同士を電気的に分離する方法があります。これはダブルチェンジャースイッチになります。

5）センスポートの配線

センスラインを使用する場合、同一のケーブルルーティングを使用して、ライブチャネルにルーティングする必要があります。
センスライン上を電流が流れないことが重要です。