電源設計

Power management

電気製品の性能とエネルギー効率を
最大化するために欠かせないポイントです。

システム設計向け、デバイス設計向けの電源をご紹介。スイッチング電源(SMPS)とリニア電源の仕組みも解説しています。

システム設計向け 組込み電源

デバイス設計向け 組込み電源

DC-DCコンバータ

DC電源にDC電圧レールの追加が必要な場合に、基板に実装します。
定格電力は最大200W。直流電圧を昇圧・降圧し、約90%以上の効率で動作します。

電源設計用 電子部品

スイッチング電源 & リニア電源 について

いずれのタイプの電源も、以下を検討する必要があります:

  • 力率、回路保護、ノイズ、過渡応答時間
  • 安全性・電磁両立性(EMC)
  • 効率
  • 上記のすべてに関連する業界標準や法律(PSE、EMC指令、CE、TÜV、FCC、UL認証など)

スイッチング電源(SMPS)

スイッチング電源(SMPS)は、名前のとおり、電流をトランジスタやMOSFETなどの半導体素子で「高速スイッチング」(On / Off)し、パルス波の交流に変換して高周波トランスに送り込みます。その後、整流器を通して直流電圧として出力します。

以下の特徴があります:

  • リニア電源に比べて小型で軽量、低コスト、高効率
  • 高周波(通常10kHz~1MHz)のため、小型で安価なコンデンサやトランスを使用可能
  • その反面、複雑で部品点数が多いため、設計への考慮が必要
  • エネルギー損失を抑えるためには、SMPS制御の改善が重要 

Input:     入力
Connectors:  コネクタ(仕様に応じて選択)
Protection:  回路保護(一次側ヒューズ)
Input Filter: AC電源フィルタ(電磁ノイズを除去)
Rectifier:  整流器(交流を直流に変換)
PFC:      力率補正(交流を直流に変換)
Switcher:   スイッチング回路(交流を直流に変換
Transformer: 電力変換 / トランス(交流電圧を別の電圧へ降圧・昇圧。トロイダル等)

Output Filter: 平滑回路
Protection:  回路保護(二次側ヒューズ)
Output:     出力

リニア電源 / 電圧レギュレータ

リニア電源は、供給電圧を負荷の低い電圧に変換します。

以下の特徴があります。

  • 設計がシンプル
  • やや旧式で、原理的に低効率。昨今のエネルギー効率要件への対応が難しいことも。
  • 出力電圧を安定させるためには、リニア電圧レギュレータが必要。

Input:       入力
Connectors: コネクタ(仕様に応じて選択)
Protection:    回路保護(一次側ヒューズ)
Input Filter:    AC電源フィルタ(電磁ノイズを除去)
Transformer: 電力変換 / トランス(交流電圧を別の電圧へ降圧・昇圧。トロイダル等)
Rectifier:     整流器(交流を直流に変換)

Output Filter: 平滑回路
Regulator:    レギュレータ(直流電圧を安定した直流電圧に変換)
Protection:    回路保護(二次側ヒューズ)
Output:          出力

電源設計用コネクタ

電力が供給されるシステムは、安全性を確保するために適切なコネクタの選定が重要です。
RSでは、基板向けの小さな端子台から大型の産業用プラグまで、安全に電力を供給するコネクタをご用意。