スイッチング電源の動作特性と選択の考慮事項

スイッチング電源の動作特性と選定のポイント

スイッチング電源は、最新のパワーエレクトロニクス技術を使用してスイッチングトランジスタのオンとオフの時間比率を制御し、安定した出力電圧を維持するタイプの電源です。スイッチング電源は一般的にパルス幅変調(PWM)制御ICとMOSFETで構成されます。スイッチング電源の動作原理は、スイッチング素子が開回路状態にある場合、回路内に電流が流れず、結果として回路内の電圧と電力がゼロになることです。スイッチング素子が閉状態にあるとき、回路内に電流が流れることができ、それにより回路内の電圧および電力が所定の値に達する。

リニア電源と比較すると、両方のスイッチング電源のコストは出力電力の増加に伴って増加しますが、その増加率は異なります。実際、リニア電源のコストは、コスト反転点と呼ばれる特定の出力電力点でスイッチング電源のコストよりも高くなります。パワーエレクトロニクス技術の開発と革新により、スイッチング電源の技術は常に革新されており、このコスト反転点はますます低出力電力側に移動しており、スイッチング電源に幅広い開発スペースが提供されています。

スイッチモード電源の動作特性:

1. 小型軽量: 電源周波数トランスがないため、体積と重量はリニア電源のわずか 20 ～ 30% です。

2. 低消費電力と高効率: パワートランジスタはスイッチング状態で動作するため、トランジスタの消費電力は低く、変換効率は一般に 60 ～ 70% と高くなりますが、リニア電源では 30 ～ 40% しかありません。

3. シンプルな構造で信頼性が高く、メンテナンスが容易で、比較的低い電流リップル率を容易に実現できます。

スイッチ電源の利点は、電源スイッチを迅速かつ便利に制御でき、効果的にエネルギーを節約できることです。欠点は、スイッチモード電源は寿命が短く、湿度や温度などの外部要因の影響を受けやすいことです。

スイッチング電源の選択:

1) 適切な入力電圧仕様を選択します。

2) 適切な電源の選択: 電源の寿命を延ばすために、定格出力電力が 30% 増加したモデルを選択できます。

3) 負荷特性の考慮: 負荷がモーター、電球、または容量性負荷の場合、電源投入時に電流が大きい場合、過負荷を避けるために適切な電源を選択する必要があります。負荷がモーターの場合、シャットダウン時に電圧のバックフィルを考慮する必要があります。

4) 電源の使用環境温度や追加の補助冷却装置の有無を考慮する必要があります。周囲温度が高すぎる電源では、出力を下げる必要があります。周囲温度に対する出力電力の軽減曲線。

5) アプリケーション要件に基づいて各機能を選択します

6) 必要な安全規制と電磁適合性 (EMC) 認証を選択します。