スイッチング電源の定義と動作原理

スイッチング電源の定義と動作原理

スイッチング電源は、回路制御スイッチング管を介して高速導通と遮断に使用されます。直流から高周波交流を変圧器に供給して変換し、必要な 1 つ以上の電圧電源を生成します。

スイッチング電源は以下の部品で構成されています。

主回路はACグリッド入力からDC出力までのプロセス全体を含みます。
1、入力フィルタ：その役割は、電力網に存在する迷走波をフィルタリングすることですが、機械によって生成された迷走波が公共の電力網にフィードバックするのを阻止します。

2、整流とフィルタリング：グリッドAC電源を次の変換のためにより滑らかなDC電源に直接整流します。

3、インバーター：直流を高周波交流に整流するもので、高周波スイッチング電源の中核部分であり、周波数が高くなるほど、体積、重量、出力電力比が小さくなります。

4、出力整流およびフィルタリング：負荷のニーズに応じて、安定した信頼性の高いDC電源を提供します。

制御回路は、一方では出力をサンプリングし、設定された基準と比較し、次にインバータを制御してその周波数またはパルス幅を変更し、安定した出力を実現します。

スイッチング電源の3つの条件
1、スイッチング：線形状態ではなくスイッチング状態で動作するパワーエレクトロニクス

2、高周波：産業周波数の低周波に近い周波数ではなく、高周波で動作するパワーエレクトロニクス

3、DC：スイッチング電源の出力はACではなくDCです

スイッチング電源の動作原理
現在、ほとんどの周辺機器は電圧変換にスイッチング電源を使用しています。スイッチング電源は小型、高効率、良好な電圧調整などの特徴がありますが、スイッチング電源は商用電源に直接接続されているため、商用電圧の変化やサージによりスイッチング電源が損傷する可能性があります。スイッチング電源の回路はより複雑で、多くの愛好家は電源の損傷に困惑していますが、実際には、ある程度理解していれば、メンテナンスは難しくありません。

スイッチング電源の原理もほぼ同じですが、ここでは、電圧出力のないスイッチング電源をサポートする HP3748 プリンターを例に、スイッチング電源の動作原理と障害チェック方法を説明します。

動作原理を理解する
スイッチング電源のトラブルシューティングを習得するには、その動作原理と損傷を受けやすいコンポーネントについて理解する必要があります。 商用電源が入力側から入力されると、最初にコンデンサとインダクタで構成される L 型または π 型フィルタ回路に到達してフィルタリングし、商用サージ電圧と干渉信号を排除して、電源の品質を向上させます。 同時に、商用入力にもヒューズが直列に接続されており、電源が短絡障害を起こした場合、ヒューズが溶断して障害の拡大を回避します。 そして、現在、ほとんどのスイッチング電源の入力にはバリスタが使用されています。 この抵抗器は、電圧が正常な場合、抵抗値が無限大で、回路の動作に影響を与えません。 電圧が高くなりすぎると、バリスタが短絡し、ヒューズを流れる電流が増加してヒューズが溶断し、高電圧による他のコンポーネントの損傷を回避します。

交流電源をダイオードブリッジ整流回路と高電圧大容量コンデンサフィルタリングでフィルタリングした後、300Vの高圧DC電圧を生成します。この電圧を抵抗器で降圧し、簡単な電圧レギュレータに通して発振制御回路に送り、発振信号を生成します。生成された発振信号は電源発振管を通り、高周波トランスで増幅され、低電圧交流電圧に変換されます。低電圧交流電圧は整流フィルタリングされ、整流とフィルタリングを経て、低電圧AC電圧をさまざまな機器で使用できる低電圧DC電圧に変換できます。また、主電圧出力には電圧サンプリングフィードバック回路もあり、電流電圧は発振制御回路にフィードバックされます。主電圧が負荷の変化や電圧ドリフトなどにより変化すると、発振制御回路は発振パルス幅を変えて出力電圧の安定性を確保します。 同時に、負荷が短絡した場合、サンプリングフィードバック信号は発振制御回路に適時に通知して電圧の出力を停止し、過負荷による電源の損傷を回避します。