1.スイッチング電源とは何ですか？
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のオンとオフの時間比を制御し、安定した出力電圧を維持する一種の電源です。 スイッチング電源は通常、パルス幅変調（PWM）制御ICとMOSFETで構成されています。
スイッチング電源は、リニア電源を基準にしています。 その入力端子は交流を直流に直接整流し、高周波発振回路の作用により、スイッチ管を使用して電流のオンとオフを制御し、高周波パルス電流を形成します。 インダクター（高周波トランス）の助けを借りて、安定した低電圧直流が出力されます。
トランスの磁気コアのサイズはスイッチング電源の動作周波数の2乗に反比例するため、周波数が高いほどコアは小さくなります。 このようにして、変圧器を大幅に削減することができ、電源の重量と体積を減らすことができます。 また、DCを直接制御するため、この電源の効率はリニア電源よりもはるかに高くなります。 これはエネルギーを節約するので、人々に支持されています。 しかし、回路が複雑で、メンテナンスが難しく、回路の汚染が深刻であるという欠点もあります。 電源はノイズが多く、一部の低ノイズ回路には適していません。
2.スイッチング電源の特性
スイッチング電源は通常、パルス幅変調（PWM）制御ICとMOSFETで構成されています。 パワーエレクトロニクス技術の開発と革新により、現在のスイッチング電源は、主にその小型、軽量、高効率により、ほとんどすべての電子機器で広く使用されており、その重要性は明らかです。
三、スイッチング電源の分類
スイッチングデバイスが回路内で接続される方法に応じて、スイッチング電源は、直列スイッチング電源、並列スイッチング電源、およびトランススイッチング電源の3つのカテゴリに分類できます。
その中で、変圧器型スイッチング電源はさらにプッシュプル、ハーフブリッジ、フルブリッジなどに分けることができます。変圧器の励起と出力電圧の位相に応じて、次のように分けることができます。 ：フォワードタイプ、フライバックタイプ、シングル励起タイプ、ダブル励起タイプ。
第四に、スイッチング電源と通常の電源の違い
通常の電源は一般にリニア電源であり、リニア電源とは、レギュレータチューブがリニア状態で動作する電源のことです。 ただし、スイッチング電源は異なります。 スイッチングチューブ（スイッチング電源では、通常、調整チューブをスイッチングチューブと呼びます）は、オン（抵抗が非常に小さい）とオフ（抵抗が非常に高い）の2つの状態で動作します。 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、電圧の増減、高出力という利点があります。 しかし、回路はスイッチ状態で動作するため、ノイズは比較的大きくなります。
5.例：降圧スイッチング電源
&＃39;で、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。回路は、スイッチ（実際の回路ではトライオードまたは電界効果管）、フリーホイールダイオード、エネルギー貯蔵インダクタ、フィルタコンデンサで構成されています。 、など。
スイッチが閉じると、電源装置はスイッチとインダクター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ーとコンデンサーに蓄えます。 インダクタの自己インダクタンスにより、スイッチをオンにした後、電流は比較的ゆっくりと増加します。つまり、出力は電源電圧値にすぐに到達できません。
一定時間経過すると、スイッチがオフになります。 インダクタの自己インダクタンスにより（インダクタの電流には慣性効果があるとより鮮明に考えることができます）、回路の電流は変化しません。つまり、左から右に流れ続けます。 この電流は負荷を流れ、アース線から戻り、フリーホイールダイオードのアノードに流れ、ダイオードを通過してインダクタの左端に戻り、ループを形成します。
出力電圧は、スイッチが開閉する時間を制御することで制御できます（つまり、PWMパルス幅変調）。 出力電圧を検出してオン時間とオフ時間を制御し、出力電圧を一定に保つと、電圧安定化の目的が達成されます。
通常の電源とスイッチング電源は、すべて電圧レギュレーターを備えているという点で同じです。電圧レギュレーターは、電圧調整にフィードバック原理を使用します。 違いは、スイッチング電源は調整にスイッチングチューブを使用するのに対し、通常の電源は通常、調整に三極真空管の線形増幅領域を使用することです。 比較すると、スイッチング電源の消費電力が低く、AC電圧の印加範囲が広く、出力DC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チューブ（周波数が高い場合はスイッチングチューブはVMOS）が順番にオンになることです。 まず、上部ブリッジスイッチングチューブに電流が流れ込み、インダクタの蓄積機能を利用して電気エネルギーを集めます。 コイルでは、最終的に上部ブリッジのスイッチチューブがオフになり、下部ブリッジのスイッチチューブがオンになります。 誘導コイルとコンデンサは引き続き外部に電力を供給します。 次に、下部ブリッジスイッチチューブをオフにし、次に上部ブリッジをオンにして電流を流し、この方法を繰り返します。 2本のスイッチチューブが交互にオンとオフに切り替わるため、スイッチング電源と呼ばれます。
リニア電源は異なります。 スイッチの介入がないため、給水管は排水を行っています。 多すぎると漏れてしまいます。 これは、一部のリニア電源レギュレータチューブが大量の熱を発生することがよくあることです。 無尽蔵の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、リニア電源の変換効率は非常に低く、熱が高いと部品の寿命が短くなり、最終的な使用効果に影響を及ぼします。
六。 主な違い：作業方法
リニア電源の電力調整管は常に増幅領域で動作し、流れる電流は連続しています。 調整管の電力損失が大きいため、より大きな電力調整管が必要であり、大きなラジエーターが取り付けられています。 熱は深刻で、効率は非常に低く、一般的に40％から60％です（非常に線形の電源であると言わなければなりません）。
線形電源の動作方法では、電圧低下装置を高電圧から低電圧に変更する必要があります。 一般的には変圧器ですが、KX電源のように整流されてDC電圧を出力するタイプもあります。 このように、体積も大きく、比較的重く、効率が低く、発熱が大きい。 ただし、リップルが小さく、調整レートが良好で、外部干渉が小さく、アナログ回路/さまざまな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。 電圧を調整すると、インダクタンスコイルを介して一時的にエネルギーが蓄えられるため、損失が少なく、効率が高く、放熱の必要性が低くなりますが、トランスとエネルギー貯蔵インダクタンスがあります。 低損失で高透磁率の材料を使用するためのより高い要件もあります。 そのトランスフォーマーはほんの小さな言葉です。 全体の効率は80％から98％の間です。 スイッチング電源は効率は高いがサイズは小さいが、リニア電源に比べてリップル、電圧、電流の調整率がある程度低下している。