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スイッチモード電源(SMPS)とは

ホーレス・ヘー

最終更新日12月 26, 2023

スイッチモード電源(SMPS)とは

SMPSはSwitched-Mode Power Supplyの略で、照明業界で一般的に使用されている電源の一種です。トランジスタやMOSFETなどのスイッチング・デバイスを使用して、電力をある形態から別の形態に効率的に変換するように設計されています。従来のリニア電源とは異なり、SMPSは高周波で動作するため、電力変換効率が高く、サイズと重量を軽減できる。 電源.

SMPSの動作にはいくつかの段階がある:

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  • 最初の段階では、入力された交流電力が整流され、フィルターにかけられて直流信号が生成される。これは整流器と濾過部品を使用して達成され、交流電力を使用可能な直流形態に変換する。
  • SMPSの第2段階では高周波スイッチングが行われ、高周波スイッチが直流信号を処理し、高周波の脈動直流信号を生成する。この高周波動作は効率的な電力変換を可能にし、電源装置の小型・軽量化にさらに貢献する。
  • SMPSの第3段には電源トランスが含まれる。高電圧の直流信号は、適切なレベルの直流信号に降圧されます。トランスは電圧変換と絶縁において重要な役割を果たし、出力電圧が所望のレベルに一致することを保証します。
  • 第4ステージでは、降圧されたDC信号が整流され、安定した一定のDC出力を達成するためにフィルタリングされる。この段階は、変動やノイズのない安定した出力電圧を維持するために不可欠です。
  • SMPSの最終段階は制御回路である。この回路は出力電圧を監視し、高周波スイッチを動的に調整することで、所望の電圧の連続出力を維持します。制御回路は、出力電圧を調整し、指定された範囲内に保つ役割を果たします。

よくある質問

SMPSの役割

他のタイプの電源と同様、SMPS電源はACコンセントからDCデバイスに電力を送ります。しかし、SMPSを際立たせているのは、出力電圧を調整する能力です。負荷の変動に関係なく、安定した出力を確保するために出力電圧を調整する能力があります。

電気におけるSMPSの意味

スイッチ・モード電源(SMPS)は、スイッチ・モード電源とも呼ばれ、効率的な電力変換のために電気システムで広く使用されている。主電源電圧からAC入力を取り、低電圧のDC出力に変換します。

2種類のSMPSとは

SMPSは、回路トポロジーによって非絶縁型コンバータと絶縁型コンバータの2種類に分類できる。

SMPSはAC DCコンバーターか?

一般にSMPSは、整流器と入力フィルターを介して交流電源電圧を直流電圧に変換することで機能する。その後、チョッパーで直流電圧を「チョップアップ」し、トランス一次巻線の入力に一連の方形波高周波パルス(20 kHzから10 MHzの範囲)を発生させます。

SMPSは必要か?

スイッチド・モード電源(SMPS)の主な目的は、安定化されていないACまたはDC電圧を、コンピューターなどの電子機器に適した安定化されたDC電圧に変換することです。コンピュータやその他の電子機器は安定した効率的な電源を必要とするため、この変換が必要です。

SMPSはなぜ損傷するのか

タバコの煙やハウスダストなどの汚れや異物は、SMPS にダメージを与える可能性があります。さらに、過熱や換気の不具合もSMPS故障の一般的な原因です。これを防ぐには、換気口にホコリやゴミがないようにすることが重要です。また、密閉された机の中にCPUを置かないことが望ましい。

SMPS電源のチェック方法

電圧測定は絶縁変圧器の助けを借りて簡単に行うことができますが、より効果的な方法は、高電圧測定用の差動プローブを利用することです。差動プローブは2つの入力を備え、これらの入力間の電圧差を測定するために特別に設計されています。

SMPSと通常の電源との違い

SMPSは、一次AC電圧を出力DC電圧に変換する方法によって、リニア電源と区別される。リニア・アプローチに依存する代わりに、SMPSはパワー・トランジスタを使用して高周波電圧を生成し、その後に小型トランスを通過させ、ACノイズを除去するためにフィルタリングを行います。

SMPSに使用されるデバイス

SMPSでは、インバータはPWM技術を利用する。インバータの出力はダイオード整流器によって直流に変換される。インバータは高周波で動作するため、直流出力電圧のリップルは小型のフィルタ部品を使って容易にフィルタリングできる。

SMPSに使用されるスイッチ

他の電源装置と同様、SMPSは、電圧と電流の特性を変換しながら、DCまたはAC電源(多くの場合、主電源)からパソコンなどのDC負荷に電力を伝達する。直流を直流に変換する高周波スイッチング・コンバータを利用する。

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