電源レール(パワーサプライレール)の理解:現代エレクトロニクスの背骨
電源レールとは、回路基板上の電子デバイス・コンポーネントに電力を供給する供給電圧のことです。初期デスクトップPCでは±5V DC、±12V DC、コモン/リターンラインを使用。後に+5Vと+3.3V DCへ移行。アナログ回路用電源レールは今もスプリット電源(±12V等)を必要とすることが多く、オペアンプ等は入出力信号が正弦波のような双極性であるためです。
電流制限と複数電源の並列
電源レールには対応電流制限があります。定格10Aの電源なら90%(9A)で運用が目安。負荷が18A必要なら2台並列。メーカー指定手順で同一レールを駆動、或いは負荷分割で各電源へ適切分配します。
電源タイプの進化
- 単一レール(SRPS)、二重レール(DRPS)、複数レール(MRPS)
- デジタル回路進化に伴いDRPS(+5V/+3.3V)が主流化
- −5V/−12Vレールは2000年頃にはほぼ未使用化
−48V DCシステムと整流器並列
100A供給可能な−48V DCシステムでは、商用交流停電時に負荷へ100A供給できるバッテリーバンクを並列接続するのが一般的。複数整流器を並列し、各々が必要総電流の一部を分担。バランシング回路で全整流器がほぼ均等電流を出力するよう制御します。
具体的電流設計例
最大25A整流器6台並列の場合、満充電時は各17A(100/6)出力。最大許容24Aとすると余力7A×6=42Aでバッテリー充電。充電電流は許容範囲内に制御し、バッテリー過熱防止。低電圧遮断回路で過放電も防ぎます。
産業機器