スイッチング電源とリニア電源の本質的な違い
1. スイッチング電源は、直流電流を高周波パルス電流に変換し、電気エネルギーをインダクタンスとキャパシタンス成分に蓄え、インダクタンスとキャパシタンスの特性を利用して所定の要件に従って電気エネルギーを放出し、出力電圧または電流を変更します。 リニア電源には、高周波パルスやストレージコンポーネントがありません。コンポーネントの線形特性を利用して、負荷が変化したときに入力を瞬時にフィードバックおよび制御し、安定した電圧と電流を実現します。
2. スイッチング電源は電圧を降圧または昇圧できます。 リニア電源は降圧のみ可能です。
3. スイッチング電源は高効率です。 リニア電源の効率は低いです。
4. リニア電源の制御速度が速く、リップルが小さい。 スイッチング電源のリップルは大きいです。
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、上部のブリッジMOS管に電流が流れ込み、コイルの蓄電機能を利用してコイルに電気エネルギーが蓄積されます。 最後に、上部ブリッジの MOS 管がオフになり、下部ブリッジがオンになります。 ブリッジのMOS管、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、次に上のブリッジのMOS管をオンにして電流を流し、これを繰り返します。MOS管を順番にオン/オフする必要があるため、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。 線形安定化電源 (LDO) は、トランジスタの導通度を変更することで出力電圧と電流を変更および制御します。 線形安定化電源 (LDO) では、トランジスタは可変抵抗器に相当します。 、電源回路内で直列に接続されています。 介入するスイッチがないため、上部の水道管から水が排出されています。 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管は多量の熱を発生し、無尽蔵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。 とはいえ、スイッチング電源とリニア電源の違いは主に動作方法です。
リニア電源のパワーデバイスは線形状態で動作します。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、一般に50パーセント〜60パーセントになります。非常にリニアな電源であると言わざるを得ません。 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、各種アンプ等に最適です。
すべてのレギュレーターは、出力電圧を安定させるためにフィードバック (Feedback) を使用します。 出力電圧は抵抗分圧器を介してサンプリングされ (図 6)、この分圧された信号はエラー アンプの 1 つの入力にフィードバックされます。 エラーアンプのもう一方の入力は基準電圧に接続されており、エラーアンプは出力を導通するように調整します。パストランジスタの出力電流は、DC 電圧の安定した出力を維持するために使用されます。
