スイッチング電源 ヤマセ電気株式会社 開発部 電 源 商用電源・・・・・ＡＣ１００Ｖ、ＡＣ２００Ｖ （電力会社より供給） 電源装置 （電気を加工して機器、装置に供給する） 交流⇒交流 交流⇒直流（ｽｲｯﾁﾝｸﾞﾚｷﾞｭﾚｰﾀ） 直流⇒交流（ｲﾝﾊﾞｰﾀ、UPS） 直流⇒直流（DC-DCｺﾝﾊﾞｰﾀ） 安定化電源 安定した出力を得る電源 ＜例＞５V±５％ ・出力電圧の安定度が悪いと製品、部品の本来の性能が 出なかったり、製品の誤動作を招く場合がある。 出力安定化電源 交流安定化電源 直流安定化電源 直流安定化電源 リニアレギュレータ （ローカルレギュレータ、特定用途） スイッチングレギュレータ 回路方式 回 路 方 式 非 絶 縁 型 ①降圧型チョッパ ②昇圧型チョッパ ③チャージポンプ [同期整流] 各種ローカル レギュレータ 絶 縁 型 自励発振 フライバック型 出力 ∼４０Ｗ程度 （動作周波数変化） 他励発振 フライバック型 出力 ∼７０Ｗ程度 （動作周波数一定） ・各種ローカル レギュレータ ・携帯電話充電器 ・他小型ＡＣｱﾀﾞﾌﾟﾀ ・Ｎ−ＰＣ ＡＣｱﾀﾞﾌﾟﾀ ・他ＡＣアダプタ− ・汎用プリンタ、ＦＡＸ ・標準電源 他励発振 １石フォワード型 出力 ∼４００Ｗ程度 （動作周波数一定） ・ＰＣ、ＥＷＳ ・サーバー ・ＰＰＣ ・大型プリンタ 共 振 型 部分共振型 汎用制御ＩＣ（新電元、ｻﾝｹﾝ） 完全共振型 電圧共振、電流共振 汎用制御ＩＣ （ＯＮｾﾐｺﾝﾀﾞｸﾀ、ｻﾝｹﾝ） 他励発振、多石型 ﾌﾟｯｼｭﾌﾟﾙ、ﾊｰﾌﾌﾞﾘｯｼﾞ ﾌﾙﾌﾞﾘｯｼﾞ 出力 ５００Ｗ程度以上 （動作周波数一定） ・ＰＣ、ＥＷＳ ・サーバー ・ＰＰＣ ・大型プリンタ Q1 Q4 Q2 降圧型チョッパ 他励フライバック フルブリッジ 昇圧型チョッパ １石フォワード 電圧共振 Q3 チャージポンプ 自励フライバック プッシュプル ハーフブリッジ 電流共振 同期整流 構成例 出力フィルタ 平滑回路 突入電流低減 回路 整流回路 ノイズフィルタ AC入力 絶縁トランス ﾄﾗﾝｽ 駆動回路 制御回路 絶縁 (ﾌｫﾄｶﾌﾟﾗ) ER.AMP DC出力 各ブロックの概要 １）ノイズフィルタ □電源内（主にトランス駆動回路、２次側整流回路）から発生するスイッチングノイズを低減する。 □ノーマルモード成分、コモンモード成分を低減するローパスフィルタが用いられる。 □製品が使用される国（地域）によって規制値が異なる。 ２）整流回路 □交流電圧を直流電圧に変換する、主に全波整流回路が用いられる、出力数Ｗ程度の 小容量の電源では半波整流回路が用いられることもある。 ３）突入電流低減回路 □スイッチング電源にはコンデンサインプト型整流回路が用いられるが、入力投入時には 平滑回路のコンデンサにサージ電流が流れ、破損の原因になる。 □このサージ電流を低減する回路で、パワーサーミスタ、抵抗とサイリスタ、トライアックを 組合せた回路が用いられている。 ４）平滑回路 □整流後の電圧をリップル電圧を低減した直流電圧にする。 リップル電圧、出力保持時間によって容量が決定される。 ５）トランス駆動回路 □電力を変換する絶縁トランスを駆動する、パワートランジスタやＭＯＳ−ＦＥＴが使用される。 又トランスのリセット回路も含んでいる。 ６）絶縁トランス □入力電圧を整流平滑した直流電圧を出力電圧に変換する。 □スイッチング電源の入力側（１次側）と出力側（２次側）を絶縁する機能も持つ。 各国の安全規格では動作電圧によって１次側と２次側の絶縁距離（沿面距離） が規定されている。 ７）制御回路 □ＥＲ.ＡＭＰ（誤差増幅器）からの信号を受け絶縁トランス駆動用のパワートランジスタや ＭＯＳ−ＦＥＴを駆動するパルス信号の周波数、デューティを制御する。 ８）ＥＲ．ＡＭＰ（Ｅｒｒｏｒ Ａｍｐｌｉｆｉｒｅ） □オペアンプやシャントレギュレータが用いられる。 □基準電圧と出力電圧を比較し、この信号を絶縁回路を経由して制御回路に送る。 ９）出力フィルタ □絶縁トランスの出力を整流し（主にショットキーダイオードが用いられる）、 平滑し出力とする。 □平滑用のコンデンサは高周波でのインピ−ダンスが低いものが望ましく、リップル電流 が多く流せるものが望ましい。 規格、規制値 １）安全規格 国、地域 アメリカ合衆国 規 格 ＵＬ１９５０ ＵＬ２６０１ 区 分 事務機器を含む情報機器 医療用機器 カナダ ＣＳＡ Ｎｏ９５０ ＣＳＡ Ｎｏ２３４ 事務機器を含む情報機器 情報機器組込み型電源 ヨーロッパ ＥＮ６０９５０ ＥＮ６０６０１ 事務機器を含む情報機器 医療用機器 日本 電気用品安全法 特定電気用品（１１１種）、その他（３４３種）の 安全技術基準 ２）ＥＭＩ規格 国、地域 北米 規 格 FCC Part15-J 備 考 米国連邦通信委員会 欧州 VDE 0871 ドイツ電気技術者協会 日本 CISPR Pub.11.22 VCCI 国際無線障害特別委員会 日本情報処理装置等電波障害自主規制
© Copyright 2024 ExpyDoc
