電源の動作原理 電源の3つの条件

Aug 07, 2023

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電源の動作原理 電源の3つの条件

 

スイッチング電源の動作原理は非常に簡単に理解できます。 リニア電源では、パワー トランジスタはリニア モードで動作します。 リニア電源とは異なり、PWM スイッチング電源では、パワー トランジスタがオン状態とオフ状態の両方で動作できます。パワー トランジスタに追加されるボルト アンペア積は非常に小さくなります (導通中は電圧が低く、電流が高くなります)。シャットダウン中は電圧が高く、電流が低い)/パワーデバイスのボルトアンペア積は、パワー半導体デバイスで発生する損失です。


スイッチング電源の動作原理

スイッチング電源の動作プロセスは非常に理解しやすいです。 リニア電源では、パワー トランジスタはリニア モードで動作します。 リニア電源とは異なり、pWM スイッチング電源では、パワー トランジスタがオン状態とオフ状態の両方で動作できます。パワー トランジスタに追加されるボルト アンペア積は非常に小さくなります (導通中は電圧が低く、電流が高くなります)。シャットダウン中は電圧が高く、電流が低い)/パワーデバイスのボルトアンペア積は、パワー半導体デバイスで発生する損失です。 リニア電源と比較して、pWM スイッチング電源のより効率的な動作プロセスは、入力 DC 電圧を入力電圧振幅と等しい振幅を持つパルス電圧にチョップする「チョッピング」によって実現されます。 パルスのデューティ サイクルは、スイッチング電源のコントローラによって調整されます。 入力電圧が AC 方形波にチョップされると、変圧器を介してその振幅を増減できます。 トランスの二次巻線の数を増やすことにより、出力電圧グループの数を増やすことができます。 最後に、これらの AC 波形は整流およびフィルタリングされて、DC 出力電圧が得られます。 コントローラーの主な目的は安定した出力電圧を維持することであり、その動作プロセスはリニア コントローラーのプロセスと似ています。 つまり、コントローラの機能ブロック、電圧基準、エラーアンプはリニアレギュレータと同じように設計できます。 それらの違いは、エラーアンプの出力(誤差電圧)がパワートランジスタを駆動する前に電圧/パルス幅変換ユニットを通過する必要があることです。 スイッチング電源には、順方向変換と昇圧変換という 2 つの主な動作モードがあります。 それぞれの部品間のレイアウトの違いは小さいですが、作業プロセスは大きく異なり、特定のアプリケーション シナリオではそれぞれに独自の利点があります。

 

スイッチング電源の3つの条件


スイッチ

パワー エレクトロニクス デバイスは、線形状態ではなくスイッチング状態で動作します。


高周波

パワー エレクトロニクス デバイスは、低周波数の電源周波数付近ではなく、高周波数で動作します。


直流

スイッチング電源はACではなくDCを出力し、電子トランスなどの高周波ACも出力できます。

 

2 DC Bench power supply

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