数ブラウズ：0 著者：サイトエディタ 公開された： 2026-10-16 起源：パワード
非絶縁 DC-DC コンバータ モジュールは、入力と出力の間で共通のグランドを共有し、変圧器バリアなしで 1 つの DC 電圧を別の DC 電圧に変換します。この 1 つの決定により、これらのモジュールは、独立した同等のモジュールよりも小さく、安価になり、通常はより効率的になります。また、それらを使用する場所も決まります。負荷とソースがすでに同じグランドを参照している場合は、通常、非絶縁モジュールがエンジニアリング上および商業上のより良い選択となります。そうでない場合は、効率曲線がどれほど優れているように見えても、それは間違った部分です。このガイドでは、「非絶縁」が何を意味するのか、これらのモジュールが属する場所、および見積もりをリクエストする部品番号を決定する 6 つの仕様寸法について説明します。
共有グラウンドが特徴です。 入力リターンと出力リターンは同じノードです。サイズ、コスト、効率、保護設計はそれに基づいて決定されます。
出力電圧の前に入力レンジで選択してください。 入力範囲はバスによって固定されます。通常、出力はパブリッシュされたウィンドウ内でトリミングできます。
最悪の場合に備えて電流を調整し、その後出力を下げます。 25 °C での定格は、60 °C の密閉エンクロージャ内でモジュールが提供する定格ではありません。
分離はシステム要件であり、優先事項ではありません。 独立したモジュールはコストが高く、より多くのスペースを占めるため、価格を比較する前に決定してください。
密閉性と振動が車両の取り付けを決定します。 振動、熱サイクル、ほこりの侵入により、単一の水イベントが発生する前にモジュールが破壊されます。
仕様表のみが重要です。 マーケティング概要ではなく、データシートから入力範囲、連続電流、保護しきい値を確認してください。
非絶縁トポロジでは、入力リターンと出力リターンは電気的に同じノードです。スイッチング段は依然として電圧を上げたり下げたりしますが、変圧器は電気的分離を提供しません。公開されている例では、これが明確に示されています。12V/24V ～ 5V の非絶縁防水降圧コンバータは、絶縁タイプが「非絶縁 (共通接地)」、12V / 24V DC 公称入力、5V DC 出力、最大連続出力電流 10A、変換効率 90% 以上、動作温度範囲 -40 °C ～ +85 °C としてリストされています。障壁がないため、変圧器に必要な沿面距離と空間距離が不要になり、電力経路でのコア損失がなくなり、同じ電力レベルで設置面積が小さくなり、部品表が低くなり、効率が高くなります。
3 つの状況が再発します。ソースが負荷に対して反転またはフローティング基準にある可能性があり、非絶縁モジュールでは修正できません。負荷は、計装アンプ、電流シャント、絶縁型センサー インターフェイスなどによく見られる、電源バスに接続してはいけない測定フロント エンドである可能性があります。または、2 つの機器が異なる点で接続されているグランド ループをシステムで切断する必要がある場合があります。
これらのいずれかが当てはまる場合は、分離されたモジュールを指定します。絶縁 型 DC-DC コンバータの範囲は 、有用な比較を提供します。SD-350 計測器ファミリは、モデルの接尾辞に応じて 19 ～ 36 VDC、36 ～ 72 VDC、または 72 ～ 144 VDC を受け入れ、全負荷時のホールドアップ時間 30 ms を公表し、絶縁抵抗 100 で入力-出力間 1.5 KVAC および入力-フレーム間 1.5 KVAC の耐電圧を指定します。 DC500VでMΩ。その障壁にお金を払っているのです。
この利益は実際のものですが、誇張すべきではありません。の非絶縁降圧モジュールは 非絶縁降圧 DC-DC 範囲 通常、90% 以上の変換効率を実現しますが、同様の電力の絶縁コンバータはわずかに低くなります。このギャップが調達を決定することはほとんどありません。決定要因となるのは設置面積、コスト、絶縁が必要かどうかです。
表 1: 非絶縁型と絶縁型 DC-DC コンバータ モジュール
寸法 | 非絶縁モジュール | 絶縁モジュール |
|---|---|---|
入出力リファレンス | 共通基盤（共有リターン） | 電気的に分離された |
代表的な変換効率 | 90%以上 | コア損失と銅損により低い |
同じ電力での設置面積 | より小さい | より大きな |
相対コスト | より低い | より高い |
沿面距離と空間距離の要求 | 減少 | 障壁を越えて必要 |
グランドループ遮断 | 不可能 | 可能 |
測定フロントエンド | 別の参照が必要な場合には不向き | 適切な |
典型的なフィット感 | 車両、バッテリー、ソーラー、24V / 48V バス降圧 | 計測および混合基準システム |
車両の電気システムは、シャーシがすでに搭載されているすべてのものの共通の基準となっているため、非絶縁モジュールの古典的な本拠地です。公開されている範囲は、1 ～ 50A で 12V ～ 24V、1 ～ 20A で 12V ～ 48V、ゴルフカーの場合は 3 ～ 42A で 24V ～ 48V、電気自動車の場合は 3 ～ 100A で 36V/48V ～ 12V、フォークリフトの場合は 24V ～ 13.8V を反映しています。昇圧降圧ファミリは、3 ～ 60A で 8 ～ 40V ～ 12V、2 ～ 30A で 9 ～ 40V ～ 24V など、ターゲットのどちらかの側にある入力をカバーします。
高圧 DC バスは 2 番目に重要な適合品です。 IP68 防水筐体を備えた定格 3A ～ 85A の48V ～ 24V 降圧コンバータは 太陽光発電システム用に構築されており、 72V ～ 12V / 13.8V ファミリは 5A ～ 60A に対応します。電気通信のケースは有益です。ラックはすでに共通の基準を提供しているため、隔離によって節約された費用は代わりにエンクロージャの定格に当てられます。
制御キャビネット内では通常、24V バスが PLC モジュール、センサー、リレー、インジケーター回路の単一基準となるため、5V または 12V に降圧するのは教科書的なアプリケーションです。 3A ～ 60A をカバーする 12V/24V ～ 5V IP68 降圧コンバータ、または 1.5A ～ 100A をカバーする 24V ～ 12V 降圧コンバータがこの役割を果たします。冗長性は電源層とその独自のモジュールに属します。
表 2: 公開されている入力、出力、および現在の組み合わせ
構成 | 公表されている電流範囲 | 代表的な用途 |
|---|---|---|
12V/24V～5V | 3A ～ 60A (IP68);最大連続10A | 制御電子機器 |
24V～12V | 1.5A～100A | 産業用ステップダウン |
36V / 48V ～ 12V | 3A～100A | 電気自動車 |
48V～24V | 3A～85A(IP68) | 太陽系 |
48V～13.8V | 5A～100A | 電気通信 |
60V～12V | 5A、10A、15A、20A | 産業用ステップダウン |
72V～12V/13.8V | 5A～60A | テレコムとトラクション |
24V～13.8V | バック | フォークリフト |
12V～24V | 1A～50A（IP68） | ブースト、車両 |
12V～48V | 1A～20A | ブースト、車両 |
24V～48V | 3A～42A | ゴルフカー |
8～40V～12V / 13.8V | 3A～60A | 自動車用昇降圧 |
9～40V ～ 19V / 24V | 5A〜15A。 2A～30A | 自動車用昇降圧 |
負荷ではなくバスから始めてください。公称 24V システムは 24V のままではありません。充電中に電圧が上昇し、クランキング負荷で低下します。また、公称値だけを基準にして指定されたコンバーターは、間違った瞬間に電圧が低下します。バスが到達できる最小値と最大値を書き留めてから、公開範囲が両端を余裕をもってカバーするモジュールを選択してください。
一部の荷重は固定レールを受け入れます。単一の部品番号で複数の製品バリエーションをカバーできるように、調整可能なものを希望する人もいます。選択すると家族全員が最終候補リストから除外されるため、早めに決定してください。高出力の密閉型電源では、連続的な調整ウィンドウが公開されることがよくありますが、コンパクトな降圧モジュールは固定出力で仕様化されています。このポートフォリオの絶縁型 SD-350 ファミリは、マルチ電圧計装コンバータとして公開されており、関連するハードウェアに複数の出力レールが必要な場合に探すパターンです。
基準温度での連続電流は出発点であり、答えではありません。公開されている図を取得し、起動時の突入電流に対するマージンを追加してから、モジュールが実際に受ける温度のディレーティング曲線を適用します。ピーク定格は個別に扱います。連続定格 20A の冗長モジュールは、わずか 5 秒間だけ 30A を流すことができます。
90% 以上を示すモジュールは残りを熱に変換し、その熱はエンクロージャから排出される必要があります。モジュールがポッティングされ密閉されている場合、モジュールを保護するエンクロージャ定格自体も熱を閉じ込めるため、ディレーティング曲線はそれ以下ではなく、より重要になります。シャーシが熱経路の一部になるため、シャーシマウント形式は依然として人気があります。
過負荷および過熱保護を確認し、実際のしきい値を検証します。絶縁型 SD-350 計測器ファミリーは、定格出力電力の 105% ～ 135% での過負荷保護、および出力をシャットダウンし、温度が低下すると自動的に回復する過熱機能という、使用可能なベンチマークを提供します。その耐電圧は、500 VDC で 100 MΩ の絶縁抵抗を超えて、入力対出力および入力対フレーム間で 1.5 KVAC、出力対フレーム間で 0.5 KVAC として公表されています。トリップポイントは、負荷の通常のエンベロープの外側、生存エンベロープの内側に位置する必要があります。
車両、太陽光発電、および屋外電気通信作業の場合、多くの場合、エンクロージャの評価が購入を決定します。 IP68 の防水性と防塵性評価により、湿気、粉塵の侵入、振動からユニットを保護します。これは、移動中の車両や屋外のキャビネットでは重要な組み合わせです。モジュールの定格と、モジュールが取り付けられているアセンブリの定格を混同しないでください。密閉されていないケーブル入口を備えた密閉されたハウジングは、何も提供しません。
公称 24V バスが充電中に 28V に達し、負荷がかかると 20V に低下し、200 ms の 12A 突入で継続的に 8A を消費する 12V レールに電力を供給すると仮定します。
ステップ 1 — 入力ウィンドウを確認します。 バスの範囲は 20V ～ 28V です。 24V のみで指定されているモジュールは対象外です。公開されている DC-DC コンバータの全製品 には、入力ウィンドウがカバーするファミリが含まれています。
ステップ 2 — 余裕を持って電力に変換します。 12V および 8A の場合、定常負荷は 96W です。経年変化と測定公差に対して 20% のエンジニアリングマージンを追加すると、約 115W になります。
ステップ 3 — 電流を個別に確認します。 定常ドローは8A、突入は12A。 1.5A ～ 100A をカバーする 24V ～ 12V 降圧コンバータが両方の内部に搭載されていますが、データシートと照らし合わせて突入時間を確認してください。
ステップ 4 — 熱ディレーティングを適用します。 キャビネットの周囲環境を設定し、そこでの軽減曲線を読み取ります。曲線により周囲環境で定格が 30% 減少する場合、その減少した数値が開始点となります。
ステップ 5 — 最後に分離に関する質問を解決します。 負荷に独自の基準が必要な場合は、1.5 KVAC の入出力耐電圧を持つ SD-350 ファミリなどの絶縁モジュールを指定します。そうでない場合は、非絶縁部分に進みます。
例示的な方法のみ。 SMUN 製品仕様ではありません。
入力配線が小さくなっています。 高電流時に 48V を 13.8V に降圧するコンバータは、入力範囲の下限で見かけ上大きな入力電流を消費します。公称値ではなく、ワーストケースの入力電流に合わせて導体のサイズを決定します。
戻りパスを無視します。 非絶縁設計ではリターンが共有されるため、その経路内の抵抗は両方の回路に発生します。シャーシジョイントに頼るのではなく、リターンを適切に接着します。
密閉されたモジュールを高温の表面に取り付ける。 シーリングは、電子機器をシャーシや環境から絶縁します。ユニットを密閉し、シャーシに取り付ける必要がある場合は、実際の取り付け配置でディレーティングを確認してください。
冗長性が無料で提供されると仮定します。 冗長性は別のコンポーネントです。 DC12V、24V、または48Vで動作する専用の20A DINレール冗長モジュールは、1+1およびN+1構成をサポートしており、コンバータから想定されるのではなく、明示的に予算を設定する必要があります。
負荷が電源と基準を共有する場合は、非絶縁 DC-DC コンバータ モジュールが正しくて経済的な答えになります。エンジニアリングのケースは単純です。共有アース、変圧器バリアなし、設置面積が小さく、コストが低く、変換効率は通常 90% 以上です。
適切に指定すれば、商業的なケースも同様に単純です。バスからの入力範囲を取得し、最悪の場合に備えて電流を計算し、実際のキャビネットの周囲環境でディレーティング曲線を読み取り、負荷エンベロープに対する保護しきい値を確認します。アプリケーションが完全な分離を要求する場合は、分離されたモジュールが適切な部分であることを受け入れます。
問い合わせる前に、バスの最小値と最大値を確認し、マージンを持って負荷を電力に変換し、公表されているピーク定格に対して突入電流を確認し、周囲環境でのディレーティング曲線を読み、負荷がアースを共有できるかどうかを判断してください。
A: 入力と出力が共通のグランドを共有し、ガルバニック絶縁を提供するトランスを持たない DC-DC コンバータです。 12V/24V から 5V への非絶縁防水降圧コンバータは、その絶縁タイプを「非絶縁 (共通接地)」と記載しており、90% 以上の効率で最大 10A 連続で 5V DC を供給します。
A: 負荷がソースとは別のリファレンスを必要とする場合: 測定フロントエンド、絶縁されたセンサーインターフェイス、グランドループを遮断する必要があるシステム、およびソースと負荷のグランドが異なる電位にあるアプリケーションなど。どれも当てはまらない場合は、通常、非絶縁モジュールが設置面積とコストの面で有利になります。
A: 連続出力電流から開始し、起動時の突入電流に対するマージンを追加してから、エンクロージャの周囲温度に応じた軽減曲線を適用します。ピーク値は時間制限があるため、連続 20A は 5 秒間だけ 30A を意味する場合があるため、連続とピークを別個の制約として扱います。
A: いいえ。90% を超えるモジュールであっても残りは熱に変換され、電子機器を保護する密閉ハウジングもその熱を閉じ込めます。実際のキャビネット周囲環境でのディレーティング曲線は、モジュールが提供できる内容を決定します。
A: IP68 の防水および防塵エンクロージャは、湿気、粉塵の侵入、振動からユニットを一度に保護するため、車両、太陽光発電、および屋外の通信設備に一般的です。接続方法も確認してください。密閉されていないケーブル挿入口を備えた密閉ハウジングでは、記載されている定格が得られません。
