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スイッチング電源の設計にはノウハウが必要!

みなさん、こんにちは。第二技術部電源設計課の福本です。

電源設計課で扱う電源回路は様々な回路方式がありますが、大きく分類すればスイッチング電源に分類される回路がほとんどになります。そこで今回はスイッチング電源の特徴についてお話させていただきます。

まず、電源回路は大きく分類すると「リニア電源」と「スイッチング電源」に分類できます。
リニア電源は出力に余分な電力を熱に変換することで安定した出力を可能にする回路です(三端子レギュレータを用いた回路がその代表です)。リニア電源は簡易に設計が可能ですが、余分な電力を熱に変換する(=低効率である)ため、小さい電力の用途に限られます。

スイッチング電源はその名のとおり、スイッチ素子をスイッチングさせることで、電力を制御する回路です。

 

スイッチング電源の回路例(概略図)

 

スイッチング電源の特徴は次のようになります。

長所

  • 降圧、昇圧、昇降圧が可能
  • 高効率、低発熱、小型化が可能
  • 大電力の出力が可能

短所

  • スイッチングノイズが発生
  • 設計難度が高い
  • 部品点数が多い

長所として挙げた高効率、小型化が可能なため、スイッチング電源が最近の主流となっています。

しかし短所として挙げたノイズ対策が必要になることや設計難度の高さからスイッチング電源の設計にはノウハウが必要となります。WTIにはそのノウハウがありますので、スイッチング電源の使用を検討されているが、設計のハードルが高くお困りの際は、ぜひWTIにお問い合わせ下さい。

また、スイッチング電源の中にもフライバック、LLCなどさまざまな回路方式があり、アプリケーションに合わせた最適な回路方式を選ぶことも重要になってきます。しかし、設計された経験がなければそれぞれの回路方式の特性や、回路規模、部品点数などイメージしにくいかと思います。

WTI電源設計課では、いくつかの回路方式のデモボードの製作を計画しています。デモボードの現品を直接お客様に見ていただくことでそのイメージを持っていただき、実際に動かしてもらうことで電気的な動作や特性も体験していただき、ちょっと難しそうな電源をより身近に感じていただきたいと考えています。そちらについてもご興味がありましたらお問い合わせ下さい。

 

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