スイッチング電源とシリーズ電源

質問

スイッチング電源とシリーズ電源の簡単な仕組み、それぞれの長所・短所などを教えていただきたいです。

回答No.3

ymmasayan

回答ではありません。

すでにお二人の方が詳しく述べておられます。若干の補足です。

＞シリーズレギュレーターですが、この形式の最も簡単なものは抵抗とツェナーダイオードだけで構成されたものですが。

ツェナーダイオードだけならパラレルレギュレータに分類されると思います。
もっともパラレル型は負荷に関係なく常に最大電流を消費し効率が悪いので使われていないわけですから分類としてあげるほどではないですが。

回答No.2

noname#2748

まず、シリーズレギュレーターですが、この形式の最も簡単なものは抵抗とツェナーダイオードだけで構成されたのもですが。安定度の問題や大きな電流を流せない（最大電力がツェナーダイオードで消費できる電力がその回路の最大電力となります）ことなどで、極々小規模の簡便なもの意外では利用されません。一般的なシリーズレギュレーターでは、ツェナーダイオードの役割は基準電圧の発生用として微弱な電流を流すだけにし、負荷に流れる電流はトランジスタやＦＥＴなどの素子を流れるようになっています。このときのトランジスタやＦＥＴの役割はＶＲと同じです。つまり、在る負荷がつながれた時に負荷に掛かる電圧が決められた電圧になるように、自動的ＶＲを調整しているようなものなのです。従って入力された電圧と出力電圧の差×電流分の電力を内部で消費することになるので、当然発熱量も多く回路の効率もあまり高く取ることが出来ません。また、入力電圧と出力電圧の差が大きくなるほどこの傾向が大きくなるため、例えばＡＣ１００Ｖから１２Ｖを得るような場合、一旦トランスで１２Ｖより少し高めの電圧（レギュレータ内部で電圧降下が在るため）まで降圧しその後にレギュレーターを接続し安定した電圧を得ると言うことに成ります。このため装置全体が大きく重くなることはやむを得ません。利点としては回路構成が比較的簡単（３端子レギュレーターなどはこの方式の回路を１つのパッケージにまとめたＩＣです）である。出力にノイズが少ないなどがあげられます。

スイッチングレギュレーターはコイル（コンデンサーを利用した物も在るが一般的ではない）のインダクタンスを利用したレギュレーターです。コイルに流す電流を断続（スイッチング）するとその周波数や通電時間に応じた電流が流れることを利用した方式で、コイルの役目は電力を蓄えたり吐き出したりすることですので、シリーズレギュレーターのような発熱はありません。コイルに流す電流を制御する方法として周波数を変化させるもの、周波数は一定でデューティ比を変化させる（ＰＷＭなど）ものその両方を行うものなどがありますが、現在ではデューティー比を変化させる方式がもっとも多く用いられてします。この方式の利点としては入力と出力の電圧の差が大きくてもシリーズレギュレーターのようにトランスで一旦電圧を調整するようなことが不要である、回路の設計如何ではかなり広い電圧範囲での使用が可能（例えば入力電圧が出力電圧を下回るような電圧変動にも対応可能）である。トランスなどの大きく重い部品を使用しないため小型軽量である。発熱が少なく効率が高いなどです。欠点としては小型化をするために高い周波数でのスイッチングをコイルに対して行うためにスパイクノイズ等の高周波ノイズが発生しやすい。回路構成が複雑で部品点数が多くなるなどです。

回答No.1

myeyesonly

こんにちは。

スイッチング電源
　電力ロスが少ない。８０％～９５％位の変換効率を得られる物まである。
　高周波ノイズ（数ＫＨｚ～数百ＫＨｚ位の雑音）を発生するので、
　この対策が不可欠。このノイズは信号ラインに乗ってしまうと除去が困難。
　回路が複雑。
　トランスが高周波トランスなので軽く小さく作れる。

シリーズ電源
　電力ロスが大きい。そのため発熱も大きいので放熱が重要。
　ノイズを発生しない。
　回路が簡単。
　トランスが５０、６０Ｈｚの低周波トランスなので大きく重くなる。

こんなところでいかがでしょう？