リニア電源の原理とスイッチング電源との比較
リニア電源について
リニア電源の概要:
リニア電源は、交流を変圧器で変換し、整流回路の整流とフィルタリングにより不安定な直流電圧を得る方式です。 高精度の DC 電圧を実現するには、電圧フィードバックを通じて出力電圧を調整する必要があります。 主な性能の観点から見ると、この電源技術は非常に成熟しており、高い安定性を実現でき、リップルも非常に小さく、スイッチング電源との干渉やノイズがありません。 電圧フィードバック回路は線形状態で動作し、レギュレータ管には一定の電圧降下が生じます。 出力電流が大きいと調整管の消費電力が大きくなりすぎて変換効率が低くなります。
リニア電源とは、電圧調整に使用される真空管が線形領域で動作することを意味します。 同様に、スイッチング電源とは、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、リニア電源は出力電圧をサンプリングし、それを基準電圧とともに比較電圧アンプに送信します。 この電圧増幅器の出力は電圧レギュレータの入力として使用され、レギュレータを制御してその接合電圧を入力に応じて変化させ、その出力電圧を調整する。 しかし、スイッチング電源は調整管のオンとオフの時間、つまりデューティ比を変化させることで出力電圧を変化させます。
リニア電源の電圧調整に使用される真空管は線形領域で動作します。 同様に、スイッチング電源とは、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、リニア電源は出力電圧をサンプリングし、それを基準電圧とともに比較電圧アンプに送信します。 この電圧増幅器の出力は電圧レギュレータの入力として使用され、レギュレータを制御してその接合電圧を入力に応じて変化させ、その出力電圧を調整する。 しかし、スイッチング電源は調整管のオンとオフの時間、つまりデューティ比を変化させることで出力電圧を変化させます。
リニア電源の原理：
リニア電源には主に電源周波数変圧器、出力整流フィルタ、制御回路、保護回路が含まれます。 リニア電源は、交流を変圧器で変換し、整流回路の整流とフィルタリングにより不安定な直流電圧を得る方式です。 高精度の DC 電圧を実現するには、電圧フィードバックを通じて出力電圧を調整する必要があります。 この電源技術は非常に成熟しており、スイッチング電源と比べて高い安定性、小さなリップル、干渉やノイズの発生を実現できません。 ただし、巨大でかさばるトランスが必要であり、フィルターコンデンサの体積と重量も非常に大きくなるのが欠点です。 さらに、電圧フィードバック回路は線形状態で動作し、調整管には一定の電圧降下が生じます。 大きな動作電流を出力する場合、調整管の消費電力が大きくなりすぎ、変換効率が低くなり、大型のヒートシンクが設置される。 この種の電源はコンピュータやその他の機器のニーズには適していないため、徐々にスイッチング電源に置き換えられるでしょう。 3. コントラストスイッチング電源: スイッチング電源には、主に入力電力グリッドフィルター、入力整流フィルター、インバーター、出力整流フィルター、制御回路、保護回路が含まれます。 それらの機能は次のとおりです。
1. 入力電力網フィルター：モーターの始動、電化製品のスイッチ、落雷などの電力網からの干渉を除去し、スイッチング電源によって発生する高周波ノイズも防ぎます。電力網にも広がります。
2. 入力整流器フィルタ: 電力網の入力電圧が整流およびフィルタリングされ、コンバータに DC 電圧が供給されます。
3. インバータ：スイッチング電源のキーパーツです。 DC電圧を高周波AC電圧に変換し、出力部を入力電力網から絶縁します。
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、負荷への高周波ノイズの干渉を防ぎます。
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：スイッチング電源が過電圧、過電流によりショートした場合、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、直流を交流に反転し、必要な直流電圧に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。
