電源を選定する際は、一般的に電圧、電流、電力の定格に十分な余裕を持つものを選ぶことが推奨されます。しかし、負荷に必要な電圧や電流が単体で入手可能な電源の容量を超える場合など、特定の用途においては、複数の電源を直列または並列に接続して負荷要件を満たす必要が生じることがあります。ただし、電源の直列接続や並列接続は、単に配線をつなげばよいというものではありません。いくつかの重要な注意事項を守る必要があります。
1. 直列接続
直列接続は、一般的に低電圧の電源を組み合わせて、より高い出力電圧を得るために使用されます。電源を直列接続する際は、以下の点に注意してください。
- 直列接続する電源は、必ず絶縁型電源である必要があります。つまり、正負の出力端子がフローティングであり、グラウンドから電気的に絶縁されている必要があります。
- 直列接続後の合計出力電圧は、いずれかの電源の絶縁耐圧定格を超えてはなりません。
- 異なる電圧定格の電源を直列接続することは可能ですが、定格電流は同一のものを推奨します。異なる定格電流の電源を接続する場合、直列回路の最大出力電流は、接続された電源の中で最も低い定格電流を超えてはなりません。
- 逆電流による電源の破損を防ぐため、直列回路にダイオードを追加することを推奨します。
2. 並列接続
- 並列接続する電源は、必ず同一モデル・同一仕様である必要があります。これにより、出力電圧が一致し、内部回路の互換性が確保されます。出力電圧に差異があると、電源間に電位差が生じ、過大な電流が流れて電源が破損する恐れがあります。
- 電源を並列接続する際は、電流バランス制御（均流制御） を実施し、各電源の出力電流を均等にしてください。これにより、負荷の偏りを防ぎ、一部の電源に過電流が流れて故障することを回避できます。
- 同一モデル・同一仕様の電源であっても、出力電圧にわずかな差が生じる場合があります。そのため、各電源の出力に直列にダイオードを接続し、逆電流が電源に流れ込んで破損することを防ぐことを推奨します。
まとめ
電源は直列接続や並列接続で運用することが可能ですが、その場合は電源の選定および回路設計に特定の要件が課されます。
また、電源の直列接続や並列接続は、短期間または一時的な使用に限定して推奨されます。長期運用の場合は、用途に必要な電圧・電流定格を十分に満たす単一の電源に置き換えることを推奨します。