えっと、久々に日記のようなものを書いてみます。

そうそう、「ディレーティング」と言う言葉ですが電機メーカー系の方なら聞きなれた言葉かと思いますが、一般消費者の方等にはなんの事か良く判らない馴染みの薄い専門用語でしょう。かく言う私めもちょっと以前までは縁の無かった言葉です。

さて、ここは技術書では無いので宇宙語を使った説明はしないし、出来ませんので、大筋でざっくりとイメージをお話させて貰いますね。

ディレーティング

　辞書を引いてもかけらも載ってないので勝手に解釈します。
英語で書くと【derating】これを分解すると【de】-【rating】　de を否定形とするならばrating(定格)を否定する訳ですからつまるところ「定格(額面）通りに受け取るな」と言う超意訳が出来ると思います。
(勝手に決め付けてます)

例えば、半導体を使用した電子デバイスのデータシート(仕様書)を読むと大抵ディレーティングと言う表現があちらこちらに出てきます。又ディレーティングとセットで登場するのが「寿命と信頼性」と言う言葉です。

ディレーティングと寿命と信頼性はどうやら親密な関係にあるようです。

では、具体的に判りやすく言うとどうなるかと言いますと車の寿命と信頼性に置き換えて考えると判り易いかもしれません。

例えば、貴方が虎の子貯金をはたいて新車のスポーツカーを購入したとしましょう。そう夢にまで見たあのフェラーリです。さて、貴方はこの子供の頃から夢にまで見たフェラーリ君を時速３００kmオーバーで乗り回しますか？　いや、苦節３０年お年玉を一円も使わずに社会人になっても昼飯を全て吉野家で凌いで長く辛い道程を耐えてきた苦労を思えば貴方はそんなこと絶対しません。なぜしないか？それは長持ちさせたいからです。では何キロまでだったらだしますか？　スピードメーターには最大で３２０km/hとか数字が振ってありますが、まぁせいぜいその７割位までだったらスピードウェイに持ち込んでスーパーカーの醍醐味を楽しんでみるのもいいでしょう。３２０km/hの7割程度のスピードは約２２０km/hであればスーパーカーにとっては小走り程度の負荷なので故障の心配も少ないですし、貴方が運転ミスでシケインに突っ込んでそのまま壁に激突することもないでしょう。　実はこれがディレーティングの一つ目のコンセプトなんです。

つまり最高で３２０km/h出せる車でも買ったその日からいきなりアクセル全開で乗り回したら３０年来の夢の結晶がたった三日で水泡に帰すでしょう。そう、オーバーヒートやエンジンブローですぐおシャカ。貴方がアラブの石油王の御曹司だったらたかが赤い車の一台や二台ですが、貴方はどちらかと言うと庶民派だとします。するとせめて車検が切れるまでは無事所有した後、今度は夢のマイホームのローン返済の為に３年後にはワンオーナー極上車として手放さなければならない。そう信頼性を高く保ったまま生活の足としてフェラーリに３年間大事に乗らなくてはなりません。しかもどこか壊そう物なら法外な修理代におびえる日々を過ごさなくてはなりません。ましてや事故であなた自身が死んでしまったら元も子もありません。

そんな貴方にピッタリの言葉は、そおディレーティングです。定格通りのスペックは発揮させずとも普段生活の足にするならディレーティングです。ディレーティングすれば３年間乗ってもまぁ運が良ければガリバーで高く査定してもらえます。

つい余計なことばかり蛇足してしまいましたが、伝えたい意味が判って頂けたでしょうか？
えっ、判らない？そんな人はグーグルで検索御願いします。(辞書に意味載せてくれ～）

では、ディレーティングのもう一つのコンセプト、それは突発的な異常事態に備えて予め余力を残すと言う事です。

車には大抵スピードメーターやら温度計やら油温計やらいろんなメーターがついていますが、そうそう、タコメーターってありますよね、エンジンの回転数を標示する計器です。ミッションのシフトタイミングとかを見るやつです。たまにグワングワン回して遊んだりするやつです。(しませんね）

さて、このタコメーター、なんか１０，０００回転よりも後の方には赤く色がついていてそれ以上エンジンの回転数を上げると安全の保証はないようです。でもそんな事３０年来の夢がたった今叶ったばかりの貴方にとって今はどうでも良いこと。憧れのフェラーリ君のエンジンがどんなに凄いものかとりあえずレッドゾーンまで回してみようとかやってると買って半日でエンジンブローです。自業自得ですがそれではあんまり貴方がかわいそうです。

そこで親切な友人K君が見かねて教えてくれます。「おいおい、そんなに回したらエンジン吹っ飛ぶぞ。腹八分目でやめておけ。」友人ｋ君ナイスディレーティング！

仮に１０，０００回転までOKみたいなしるしがつけてあっても８，０００回転程度で辞めておく。
そう腹八分目＝ディレーティングです。もしかしたら貴方は思いがけず普段ならやるはずのないシフトチェンジミスで６速でエンジンが１０，０００回転のフルパワー状態から普通に5速に減速するつもりがいきなり2速にギヤを落としてしまうかもしれない。そうしたら直ぐにオーバーレブでフェラーリ君さようならです。ひょっとしたらついでに貴方もさようならかもしれません。友人ｋ君のナイスディレーティングアドバイスのお陰で貴方は２度もフェラーリ君とあなた自身にさようならをせずに済むわけです。

二個目は書けば書くほど判りづらくなりそうなのでここら辺で自らをディレーティングしておきます。(是は使い方間違いか？）

要するに、ディレーティングとは、最初から「製品の寿命と信頼性確保」の為に、その物が持つ定格性能の範囲内であっても限界ギリギリ、つまり絶対最大定格付近へは何があっても到達する事がない様常に余裕を持たせて使用する。そしてそのお陰で製品は設計寿命まで高い信頼性を維持したまま使用する事が可能になると言う「製品を長く安全に使用」してもらう為の設計者の祈りのような意味があるわけです。

たとえ話が長すぎて一体何をしたかったのか危うく忘れる所でしたが、MPPTチャージコントローラーにおいても普通の電気製品であってもディレーティングを行う事で製品をより長く安心して使用する事が出来ると言うお話でした。

SB3024iの場合National Electrical Code (米国電気法)の既定する1.25と言う安全係数が摘要されるのでSB3024iを長く安全に使用する基本的考え方としては、最大入力電圧57V、最大入力出力電流30Aを超えず、且つ1.25倍しても絶対最大定格を超えない範囲つまり57V÷1.25＝45.6V、30A÷1.25＝24Aを超える入力電圧・電流を避けるようにした方が良いと言う事です。

これがSB3024iにおけるディレーティングです。　但しここでは高温環境下の温度に関するディレーティングが不足しています。SB3024iを正常に動作させる上で温度的環境ストレスに対するディレーティング要素も含まなければなりません。複合的にディレーティングすると相当ややこしい事になりますが安全の為には仕方ありません。半導体電子デバイスには温度に関するディレーティングファクターのグラフも用意されておりそれを見ることで定格に対応する推奨の入力範囲(24A)から更にもう一度温度的環境ストレスを加味したディレーティングを行う事が出来ます。例えば、先に計算した24Aと言う推奨入力電流ですが、これが周囲温度が通常の運転温度環境範囲である40℃までを上回る50度以上の場合は更に0.55倍した電流が推奨となります。つまり24A×0.55＝13.2AがSB3024iを気温40℃～50℃の範囲で安全かつ信頼して運用可能な最大入力電流と言う事になります。HIP190N1なら二枚までと言う事ですね。

では、推奨入力電流を逸脱した場合に何が起きるのか？今回の場合は、運転周囲温度が50度と言うかなり過酷な環境です。SB3024i自体に過温度保護、つまりオーバーヒート防止用の保護機能が備わっており過度の入力電流はSB3024iがヒートシンク温度75℃を超えると放熱能力オーバーとなり自動緊急停止状態に陥るでしょう。つまり壊れはしないけど信頼性が低下するわけです。SB3024iの通常の運転温度範囲はー40℃から＋40℃となっています。しかしながらSB3024iは割とスマートなので自動で出力を抑えて安全圏の出力電流しか流さない事で過温度状態が解消されるまで自動的にスロー運転をしてくれます。そして周囲温度が40℃以下になれば再びフルパワーでの運転開始となるわけです。

よって簡易的にディレーティングを施すにはNEC,又はIECで定められた安全基準として1.25と言う安全係数を包括的に使用する事をお奨めします。マストではありませんが推奨します。

簡単に纏めるとPVの場合冬場の高電圧を想定した開放電圧ディレーティングは定格の80%、そして夏場の過温度を想定した最大入力電流ディレーティングは凡そ50%とする事で故障の可能性を大幅に小さくする事が可能です。但し絶対に故障しない機械はこの世に存在しませんのでより信頼性が高くなると言う目安です。

何事も腹八分目が良いと昔から言いますが、ディレーティングの和訳は腹八分目でいかがでしょうか？

管理人さん、こんにちは

>これがSB3024iにおけるディレーティングです。　但しここでは温度について触れませんでしたが、動作している温度や湿度と言った環境的ストレスに対するディレーティングも要素なので複合的にディレーティングすると相当ややこしい事になります。よって簡易的にディレーティングを施すにはNEC，又はIECで定められた安全基準として1.25と言う安全係数を包括的に使用しております。

●久しぶりにお勉強をしました。
ディレーティングが含む意味はとても難しいと思います。半導体のデータブックなどを見ていると頻繁に出てきますね、放熱設計などしていると20％ディレーティングしてくださいなどと書かれていたりしますよね
。

何が難しいのかというとディレーティング重視するとオーバースペックになり、もろ価格となって跳ね返ってきますからね。
他人の設計した電子回路などの回路定数など見ているとディレーティングしているのが良くわかります。
回路シュミレータなど使用して定数計算しても、こんな数値にしなくてもいいのになぁ・・・経年変化や環境、放熱変化など予測して信頼設計している事など良く見かけますね。

今日もここの講座受講してお勉強させていただきました。

(May 17, 2006 10:09:40)

たいようさん，こんにちは！

必要に迫られ勉強した口ですが、意味を知るほどまだ知らない方と共有しておくべきと思って偉そうに例え話なんかこしらえた次第です。

＞●久しぶりにお勉強をしました。

まさかたいようさんにウケルとは思いも拠りませんでした。恐縮です。

＞ディレーティングが含む意味はとても難しいと思います。半導体のデータブックなどを見ていると頻繁に出てきますね、放熱設計などしていると20％ディレーティングしてくださいなどと書かれていたりしますよね

半導体デバイスは各国のメーカーでIECが世界基準として採用されているようです。20%と言うのは
　1-(1/1.25)％と言う事ですね。

＞何が難しいのかというとディレーティング重視するとオーバースペックになり、もろ価格となって跳ね返ってきますからね。

価格と信頼性はある程度反比例(トレードオフ)するようです。少しでも多く余裕を持たせる為過剰設計をすればその分価格は上昇するのが殆どのケースではないでしょうか。

＞他人の設計した電子回路などの回路定数など見ているとディレーティングしているのが良くわかります。

ユーザーがどんな環境でどのように使用するか掴みきれない以上他人用に設計ではディレーティングが信頼性維持の頼みの綱ですね。

＞回路シュミレータなど使用して定数計算しても、こんな数値にしなくてもいいのになぁ・・・経年変化や環境、放熱変化など予測して信頼設計している事など良く見かけますね。

あるデバイスのデータシートを見ていたらストレス要素が何十個とありました。全てを満足するディレーティングをすると使用出来る環境範囲が相当限られてしまうなと感じました。

＞今日もここの講座受講してお勉強させていただきました。

いえいえ、コメントありがとうございました！(May 17, 2006 16:34:55)

これはいい説明ですね～。面白かったです。
わかりにくいことをわかりやすくするのって、ものすごく長大になりますよね。そしてさらに迷路に迷い込んで逆に難しくなっちゃったりする。でも、こりゃ、わかりやすく良く整理してあります。すごい！！腹八分目バンザイ！(May 18, 2006 23:50:20)

よしどみさん，こんにちわ！

＞これはいい説明ですね～。面白かったです。

楽しくなくちゃねｗ読み物として久々に少し頑張ってみましたが、喜んで頂けて嬉しいです。

カタカナ英語って実は意味不明な物が多いですよね。
もっともらしく書かれると聞くに聞けない場面が多いので敢えてそこをみなまで言う理屈っぽいオタクで行こうと思いますので変な事書いてたら遠慮なく突っ込み御願いします。(May 19, 2006 14:24:08)

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