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富士電機テクニカ株式会社

ホーム > 富士電機テクニカトップ > よくある質問 > スイッチングパワーサプライ

FAQ

Q1.スイッチングパワーサプライって何ですか?

スイッチングパワーサプライは、一般的に「スイッチング電源」と言われております。
すべての電子機器は、動力源として電源部がなければ動作できません。しかもその大半が5Vや12Vなどの安定化した直流電源を必要とします。
直流電源を作る方式としては、

  • バッテリー(電池)などの直流電源から作る(DC-DC)
  • 商用の交流電源から作る(AC-DC)

の二つの方法があります。

携帯用の電子機器(携帯電話や携帯用パソコンなど)には、バッテリー(電池)が使用されておりますが、据置形の電子機器や電子装置には、商用電源から作る直流電源が使用されております。

現在、商用電源から作る主な方式としては、大別してトランス方式とスイッチング・レギュレータ方式があります。

  • トランス方式は、商用電源をトランスで所定の電圧に変圧(降圧)した後、整流器で直流に整流し、コンデンサで平滑して、ドロッパー方式(出力電圧を補償するために直列の抵抗素子を接続して出力電圧を制御する方式)で安定化した電圧を負荷に供給するものです。
    リップル、ノイズが小さいと言う長所がありますが、大きくて重い、電力効率が悪いという短所があります。
  • スイッチング・レギュレータ方式は、交流電源をいったん直流に変換した後、半導体スイッチ(FETなど)で高速スイッチング(ON/OFF)してパルス状の交流に変えます。
    この高周波電力をトランスの一次コイルに通電させ、二次コイルに誘導された電力を整流、平滑して直流出力電圧を得るとともに、この直流出力電圧が所定の目標電圧になるよう、上記の半導体スイッチのON幅をフイードバック制御します。
    高周波スイッチングすることにより、同じ出力を得る場合、トランスを小さくできます。
    高効率で、軽いという長所がありますが、高速でスイッチングしていることから、ノイズが大きいという短所があります。

両方式を比較すると表1のようになります。

表1 ドロッパー・レギュレータとスイッチング・レギュレータの比較表
回路
項目
ドロッパー・レギュレータ スイッチング・レギュレータ
効率 低い(30~50%) 高い(70~90%)
寸法 大きい 小さい(0.1-10mVp-p)
質量 重い 軽い(1/4~1/10)
回路 簡単、部品点数少ない 複雑、部品点数多い
安定度 高い 普通
リップル・ノイズ 小さい(1/4~1/10) 大きい(10-200mVp-p)
不要輻射 無し 有り(スイッチング周波数から200MHz)

当社のスイッチングパワーサプライは、スイッチングレギュレータ方式の電源で、基本構成は、図1のようになっております。
また、交流電力が直流電力に変わってゆくまでの流れは図2のようになります。

図1 スイッチングパワーサプライの基本ブロック図

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