分圧器の2つの直列抵抗の目的

下の回路図/写真では、分圧器用の2つの直列抵抗の目的は何ですか？温度、熱暴走、在庫、価格、または他の何か？

ありがとうございました。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

通常、安全性の信頼性要件を満たすために行われます。

危険な高電圧で動作する場合、CEなどの安全承認を満たすために、回路に単一障害点（SPOF）保護が必要です。具体的には、通常、危険電圧は50 Vacまたは120 VDCを超えますが、要件は、機器の承認が必要な規格に記載されています。確かにここでは400 VDCに適用されます。

SPOFの設計とは、すべてのコンポーネントについて、単一のコンポーネントの障害が回路に与える影響を考慮する必要があることを意味します。SPOFの場合、「障害」とは、コンポーネントが短絡または開路に失敗したことを意味します。コンポーネントは実際にはこのようにすべて失敗するわけではありませんが、SPOFでこれが考慮される方法です。この方法で単一のコンポーネントが故障した場合、回路は、火災、人への危害、または他のコンポーネントの過大評価など、さらなる危険を引き起こしてはなりません。

ここでSPOFを考慮すると、400 Vの単一の直列抵抗が短絡に失敗し、1 Kの抵抗と出力に400 Vを供給する可能性があります。そのため、SPOFレベルの保護のために、代わりに2つの直列抵抗が使用されます。一方が短絡に失敗した場合、もう一方はまだ動作している必要があります。これは、単一障害点を考慮しているためです。

残っている各抵抗器は、それが処理しなければならない全電圧と電力を処理する定格でなければなりません。したがって、ここでは、定格400 Vに加えて、電源の許容誤差と安全マージン（500 V以上？）の定格の1 M抵抗が必要になります。また、電力定格は、ディレーティングを使用して、単一の1 M抵抗器と1 Kで最大400 Vの電源電圧に対応する必要があります。したがって、160 mWの損失を見て、少なくとも320 mWの抵抗、たとえば1/2 Wを使用してみましょう。

次に、1 Kが断線すると、400 Vから2 Mのソースインピーダンスが出力に送られます。そのため、それも考慮する必要があります。2つ目の並列抵抗を使用して、両方を2 Kにすることができます。4つの抵抗のいずれかが故障すると、分圧器の潜在的な出力電圧に影響を与えるので、許容する必要があります。400 Vの存在を検出するだけの場合、適切な抵抗値により、3つの可能な分圧器（通常は2M：1K、1M：1K 、2M：2K）。400 Vを測定する場合は、2番目と3番目の同一の分圧回路を追加し、それらを多数決回路に通して正しい電圧（3つの電圧のうち2つがほぼ同じ）を特定できます。

これが、ここの回路に2つの直列抵抗があるという最初の理由ではないかもしれません。アプリケーションやその要件はわかりません。しかし、それがそうすべき理由です。

信頼性、安全性、EMCのための設計は、純粋な機能よりも回路設計でしばしば忘れられます。これらの要件を回路の概念そのもので検討することは、後で追加しようとするのではなく、非常に優れた設計アプローチです。

ほとんどの抵抗器、特にSMD（さらに大きい1210個）は、400Vの定格ではありません。

したがって、可能性の1つは、電圧要件を分割するために直列で2を使用したことです。

より高い定格の抵抗器が存在しますが、コスト、可用性、それらを調達するのにかかる余分な時間、ピックアンドプレース機械に入れる余分なコンポーネントなど、考慮すべき他の要因があります（つまり、ほとんどのPCBA家には1M標準抵抗器ですが、高電圧抵抗器ではありません）。したがって、すべてのものは、2つの標準的なものを使用する方が安価であると考えられます。また、高電圧のものが在庫切れになった場合などに柔軟性を提供します。

また、400Vを許容できる1210個の抵抗がある場合でも、PCBのクリープ耐性には抵抗自体よりも大きな距離が必要になる可能性があるため、より大きな抵抗または複数の抵抗が必要になることも考慮してください。

このパナソニックのデータシートから。

このVishayデータシートから。

$V^2/R$$(V/2)^2/(R/2) = V^2/2R$