【やさしい技術解説】交流電源装置の種類と特徴その3 – スイッチング型電源
スイッチング型電源とは、一般にその出力が高速な半導体スイッチなどのON/OFFにより、希望の電圧あるいは電流を作り出す方式の電源を指します。
リニア型電源(シリーズレギュレーター方式)はその出力をなんらかの抵抗体で制御する方法を取っている都合上、どうしても入力エネルギーのかなりの部分が出力にはならず、熱として捨てられてしまうと言う欠点があるのに対し、スイッチングで発生する損失などを除くと殆どの入力エネルギーを出力に振り向ける事が出来るのが最大の特徴になっています。
※実際にはスイッチング回路に繋がる前の回路での損失も有りますので全体としてはもう少し効率が悪くなります。
インバーターでは基準信号とキャリア信号との比較(変調)から生成されるスイッチングパルスによりFETやIGBTと言った半導体スイッチをON/OFFさせる事により出力が生成されます。
出力には基準信号の相似形の出力が現れます。交流電源の場合は当然基準信号をSIN波として交流出力を作り出しています。実際には出力実際の出力の状況をモニタしこれと合成した信号を基準信号と使用し出力の状態が変化しても安定的な出力が得られる様になっています。
スイッチング周期は使用するキャリア信号により決まりますが、概ね数KHz～数十KHz程度になります。このためこれを上回る瞬時的な負荷の変動には追随出来ないと言う制約が有ります。
このためスイッチング型交流電源は
・高効率
・発熱が小さく小型である
と言う非常に優れた利点が有る反面
・出力波形品質が悪い(リップルが多い)
・応答速度が遅く、急峻な負荷変化に追随出来ない
と言う欠点を持ち、主に
・純粋な電力源用途
・ノイズや波形よりも、効率が求められるアプリケーション
などに用いられます。
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