リニア電源供給原理とスイッチング電源の比較

リニア電源供給原理とスイッチング電源の比較

リニア電源は、交流の電圧振幅を変圧器で低減し、整流回路で整流してパルス状の直流を取得し、フィルタリングしてリップル電圧の小さい直流電圧を取得します。 高精度の直流電圧を実現するには、電圧安定化回路によって直流電圧を安定化する必要があります。

リニア電源とスイッチング電源の比較

これは、電圧調整に使用される真空管が飽和および遮断領域、つまりスイッチング状態で動作することを意味します。

一般に、出力電圧はサンプリングされ、基準電圧とともに比較電圧アンプに送信されます。 電圧増幅器の出力は電圧調整管の入力として使用され、接合電圧が入力に応じて変化するように調整管を制御し、それによって出力電圧を調整します。 しかし、スイッチング電源はレギュレータ管のオンとオフの時間、つまりデューティサイクルを変えることで出力電圧を変えます。

その主な特徴は、リニア電源技術は非常に成熟しており、生産コストが低く、高い安定性を実現でき、リップルも小さく、スイッチング電源の干渉やノイズがありませんが、その体積は比較的小さいです。スイッチング電源との比較。 比較的大きく、高い入力電圧範囲が必要です。 スイッチング電源はその逆です。

それらの機能は次のとおりです。
1. 入力グリッドフィルター：モーターの始動、電化製品のスイッチ、落雷などのグリッドからの干渉を除去し、スイッチング電源から発生する高周波ノイズの周囲への拡散を防ぎます。グリッド。

2. 入力整流フィルタ: グリッドの入力電圧を整流およびフィルタリングして、コンバータに DC 電圧を供給します。

3. インバータ: スイッチング電源の重要な部品です。 DC電圧を高周波AC電圧に変換し、出力部を入力グリッドから絶縁する役割を果たします。

4. 出力整流フィルタ：コンバータが出力する高周波交流電圧を整流およびフィルタリングして必要な直流電圧を得ると同時に、高周波ノイズが負荷に干渉するのを防ぎます。

5. 制御回路: 出力 DC 電圧を検出し、基準電圧と比較し、増幅します。 発振器のパルス幅を変調してコンバータを制御し、出力電圧を安定に保ちます。

6. 保護回路：スイッチング電源に過電圧や過電流が短絡した場合、保護回路はスイッチング電源を停止し、負荷と電源自体を保護します。

スイッチング電源は、交流を直流に整流した後、直流を交流に反転し、必要な直流電圧を整流して出力します。 このようにして、スイッチング電源は、下側のリニア電源と電圧フィードバック回路のトランスを節約します。 スイッチング電源のインバータ回路は完全デジタル調整となっており、非常に高い調整精度も実現できます。

スイッチング電源の主な動作原理は、上部ブリッジと下部ブリッジの Mos 管が順番にオンになることです。 まず、上部ブリッジのMos管に電流が流れ込み、コイルの蓄電機能を利用して電気エネルギーがコイルに蓄積されます。 最後に、上のブリッジの Mos 管がオフになり、下のブリッジがオンになります。 ブリッジのMosチューブ、コイル、コンデンサーは外部に継続的に電力を供給します。 次に、下のブリッジのMos管をオフにし、次に上のブリッジを開いて電流を流し、このように繰り返します。Mos管は順番にオンとオフを切り替える必要があるため、スイッチング電源と呼ばれます。

リニア電源は異なります。 スイッチが無いので上部の水道管から常に水が出ています。 水が多すぎると漏れてしまいます。 これは、一部のリニア電源でよく見られるものです。 Mosチューブは多量の熱を発生します。 無限にある電気エネルギーはすべて熱エネルギーに変換されます。 この観点から見ると、リニア電源の変換効率は非常に低く、発熱が高くなると部品の寿命は確実に短くなり、最終的な使用効果に影響を及ぼします。

スイッチング電源とリニア電源の違いは主に動作方法にあります。

リニア電源のパワーデバイスはリニアな状態で動作します。つまり、パワーデバイスは使用されるとすぐに常に動作するため、動作効率が低くなり、一般的には50[[パーセント]]〜となります。 60[[パーセント]]、そしてそれは非常に優れたリニア電源であると言わなければなりません。 リニア電源の動作方法では、高電圧から低電圧に変更する電圧デバイスが必要になります。 一般的には変圧器ですが、KX電源のように整流して直流電圧を出力するものもあります。 その結果、その体積は大きく、重く、効率が低く、大量の熱を発生します。 また、リップルが小さく、調整率が高く、外部干渉が少ないという利点もあります。 アナログ回路や各種アンプなどに最適です。

スイッチ電源。 そのパワーデバイスはスイッチング状態で動作します（1オンと1オフ、1オンと1オフ、周波数は非常に高速です、一般的なパネルスイッチング電源の周波数は100〜200KHz、モジュール電源の周波数は300KHzです） ～500KHz）。 このように、損失が小さく、効率が高い。 変圧器には、高透磁率の材料で作られなければならないという要件もあります。 少しのインク、彼の変圧器は小さな言葉です。 効率 80% ～ 90%。 米国で最高の VICOR モジュールは 99% に達すると言われています。 スイッチング電源は高効率で小型ですが、リニア電源に比べてリップルや電圧・電流の調整率が劣ります。