スイッチング電源と通常のリニア電源の違いは何ですか？
通常の電源とは一般にリニア電源のことであり、リニア電源とは調整管が線形状態で動作する電源のことを指します。 しかし、スイッチング電源では違います。 スイッチング管（スイッチング電源では、一般に調整管をスイッチング管と呼びます）は、オンとオフの 2 つの状態で動作します。オン - 抵抗が非常に小さい、オフ - 抵抗が非常に大きい。
スイッチング電源は比較的新しいタイプの電源です。 高効率、軽量、昇圧、降圧、出力が大きいという利点があります。 ただし、回路はスイッチング状態で動作するため、ノイズは比較的大きくなります。
降圧スイッチング電源の動作原理について簡単に説明します。この回路は、スイッチ (実際の回路ではトランジスタまたは電界効果管)、フリーホイーリング ダイオード、エネルギー蓄積インダクタ、およびフィルタ コンデンサで構成されます。
スイッチが閉じると、電源はスイッチとインダクタを介して負荷に電力を供給し、電気エネルギーの一部をインダクタとコンデンサに蓄えます。 インダクタンスの自己インダクタンスにより、スイッチがオンになった後、電流はゆっくりと増加します。つまり、出力はすぐには電源電圧値に到達しません。
一定時間が経過するとスイッチがオフになり、インダクタの自己インダクタンス（インダクタを流れる電流が慣性効果を持つことを視覚的に比較できます）により、回路内の電流は変化しません。つまり、左から右へ流れ続けます。 この電流は負荷を流れ、アース線から戻り、還流ダイオードのアノードに流れ、ダイオードを通ってインダクタの左端に戻るというループを形成します。
スイッチがいつ開閉するかを制御することにより (つまり、PWM - パルス幅変調)、出力電圧を制御できます。 出力電圧を検出してオン時間とオフ時間を制御して出力電圧を一定に保つと、電圧調整の目的が達成されます。
コモン電源とスイッチング電源には同じ電圧調整管が搭載されており、フィードバック原理を利用して電圧を安定させます。 違いは、スイッチング電源はスイッチング管を使用して調整するのに対し、通常の電源は一般に三極管のリニア増幅領域を使用して調整することです。 それに比べ、スイッチング電源は消費電力が低く、交流電圧への適用範囲が広く、出力直流のリップル係数が優れています。 欠点は、スイッチングパルスの干渉です。
通常のハーフブリッジ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スイッチング管（周波数が高い場合、スイッチング管はVMOS）が順番にオンになることです。 まず、電流は上部ブリッジのスイッチングチューブを通って流れます。 コイルでは、最終的に上ブリッジのスイッチ管がオフ、下ブリッジのスイッチ管がオンとなり、インダクタンスコイルとコンデンサが外部に電力を供給し続けます。 次に、下のブリッジのスイッチ管をオフにし、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。2つのスイッチ管を順番にオン/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。供給。
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、一部のリニア電源調整チューブでよく見られるものです。 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。
リニア電源の出力調整管は常に増幅領域で動作しており、そこを流れる電流は連続的です。 調整管での電力損失が大きいため、大きな電力調整管が必要となり、大型のラジエーターが設置され、発熱が深刻で、効率は非常に低く、一般に40％〜60％（と言わざるを得ません）非常に線形です) 電源)。
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。 このように、体積が大きく、扱いにくく、効率が低く、発熱量が高くなります。 リップルが小さい、調整率が良い、外部干渉が少ない、アナログ回路/各種アンプでの使用に適しているなどの利点もあります。
スイッチング電源のパワーデバイスはスイッチング状態で動作します。 電圧が調整されると、エネルギーはインダクタンスコイルを介して一時的に保存されるため、損失が小さく、効率が高く、放熱の要件が低くなりますが、トランスとエネルギー貯蔵インダクタの要件は低くなります。 より高い要求もあり、低損失で高透磁率の材料を使用する必要があります。 そのトランスは単語ほどの大きさです。 総合効率は 80% ～ 98% です。 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・電流の調整率が若干劣ります。
