スイッチング電源とリニア電源を認識する
Nov 17, 2019| Shenzhen Shenchuang Hi-tech Electronics Co., Ltd (SChitec) は、電話アクセサリーの製造と販売を専門とするハイテク企業です。 当社の主な製品には、旅行用充電器、車用充電器、USB ケーブル、パワーバンク、その他のデジタル製品が含まれます。すべての製品は安全で信頼性が高く、ユニークなスタイルを備えています。製品は CE、FCC、ROHS、UL、PSE、C-Tick などの証明書に合格しています。ご興味がございましたら、ceo@schitec.com に直接お問い合わせください。
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スイッチング電源とリニア電源を認識する
多くの電子機器や電気制御機器が DC 電源で動作することはよく知られています。 スイッチング電源が登場する前は、これらの機器の動作電力は主にリニア電力を使用していました。
リニア電源は、負荷と直列に電力調整管を使用して出力 DC 電圧または電流を安定化するデバイスであり、直列安定化 DC 安定化電源とも呼ばれます。 DC電圧レギュレータとDC電流レギュレータの2種類を搭載しています。 リニア電源は一般に、電源周波数変圧器、非制御整流フィルタ回路、調整管、および制御回路で構成されます。 入力 AC 電力は、電源周波数変圧器によって絶縁および変圧され、整流およびフィルタ処理され、調整管によって調整されて、安定した電圧または電流が負荷に供給されます。 入力交流電圧や負荷端子電流の変化により出力が不安定になった場合、制御回路は出力の変化に応じて調整管の電圧降下（導通度）を変化させ、出力の直流電圧や電流を維持します。安定した。 リニア電源には、回路が簡単、リップルが小さく、電磁両立性が高く、電圧調整精度が高く、コストが低いという利点があります。 しかし、内部消費電力、低効率、大容量、重量、入力電圧のダイナミックレンジが小さい、出力電圧を入力電圧より高くできないことも明らかです。 低電力直流電源、特にマイクロパワー直流電源として比較されます。 適切な。
電子技術の継続的な発展に伴い、電子機器の集積度は高まり、機能はますます強化され、必要な体積はますます小さくなっています。 そのため、電子機器の開発ニーズに応えるためには、小型、軽量、高効率、高性能の新型電源の開発が急務となっており、この需要がスイッチング電源技術の発展の強力な原動力となっています。
リニア電源の効率が高くないのは、調整管が線形増幅状態で動作し、調整管が負荷と直列に接続されているためです。 この動作モードでは、レギュレータ管全体で大きな電圧降下が発生し、特に AC 入力電圧が定格値を超える場合、重負荷では必然的に電力損失が大きくなります。
電力損失を減らすために、エンジニアが最初に変更したいのは、パワー管の動作状態です。 つまり、調整管は増幅状態では動作せず、飽和と遮断の２状態で動作し、出力管をスイッチとして使用することで出力管を削減している。 両端の電圧降下により電力損失が減少します。 この動作モードの変更により、2 つの問題が生じます。1 つは負荷にスムーズな DC 電力を供給する方法、もう 1 つは出力 DC 電圧を安定させる方法です。 最初の問題の解決策は、ローパス フィルターのフィルタリングを使用することです。 2 番目の問題は、時間比率制御 (TRC) を使用することで解決されます。 いわゆる時間比例制御とは、制御パワー管の飽和伝導がカットオフの時間に比例することを意味します。 具体的な実現方法としては、飽和通電時間とトータルカットオフ時間を固定し、出力管の飽和通電時間を変化させることで時間比率を変化させることが考えられる。 この方法はパルス幅変調と呼ばれます。 第二に、パワー管の飽和伝導時間が固定され、パワーが変化します。 チューブの飽和伝導とカットオフの合計時間により、時間比率が変わります。 この方法はパルス周波数変調と呼ばれます。 3つ目は、パワー管の飽和導通と遮断の合計時間、パワー管の飽和時間が一定ではないことです。 周期と飽和オン時間を変更して時間の比率を変更することをハイブリッド変調と呼びます。 上記の 3 つの変調方式の中で、パルス幅変調の応用が最も広く使用され、一般的です。
次に、リニア電源の体積を小さくし、重量を軽くするためには、AC入力電源の周波数トランスをいかに除去するかが重要な課題となります。 電源周波数変圧器を単に取り外すと、回路は整流された DC 電圧とその後の回路の整合をとります。 入力と出力の電気的絶縁は、技術者による調査と検討の結果、電源スイッチング デバイスの後に変圧器を挿入できることが判明しました。電源スイッチング デバイスの周波数が増加するにつれて、変圧器の体積と重量が減少し、それによって電力の削減が可能になります。全体 電源のサイズと重量。 この考えにより、電源周波数電圧（高周波トランス）を必要としないスイッチング電源が得られ、スイッチング電源が誕生しました。
主電源は、入力フィルタ、ダイオード整流回路、およびコンデンサフィルタを直接通過して、DC 電圧を取得します。 直流電圧はインバータ回路により反転されて高周波方形波パルス電圧となり、高周波トランスにより絶縁されて適切な交流電圧となります。 出力整流およびフィルタリング回路は、必要な DC 電圧出力に変換されます。 入力AC電圧または負荷が変化すると、DC出力電圧も変化の傾向を示します。 このとき、インバータ回路が出力する方形波パルス電圧の時比率を調整することで、直流出力電圧を安定に保つことができます。 以上より、インバータ回路がスイッチング電源の中核であることが分かります。 また、人間の耳に聞こえる音の範囲は一般的に２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚであるため、インバータ回路のスイッチング周波数を２０ｋＨｚ以上に選定すると耳障りなノイズを回避することができる。