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電源とは何か。

電源は、あらゆる電気・電子システムに不可欠な部品です。 このような場合には、電源を選択する際に様々な要件を考慮する必要があります。例えば、回路や負荷に必要な電力には、主に電圧と電流が含まれます。 負荷を保護するための電流や電圧の制限、効率、物理的なサイズ、システムのノイズ耐性など、電源回路の安全機能。 この記事では、電源の定義、さまざまな種類の電源とその動作について調べます。

What is a Power Supply?

電源は、電気負荷に電気を供給するための電気機器と定義できます。 この装置の主な機能は、電源からの電流を、負荷に供給するための正確な電圧、周波数、電流に変えることです。 この電源装置は、電力変換器と呼ばれることもあります。

電源回路

電源回路は、さまざまな電気機器&や電子機器に使用されています。 電源回路は、回路やデバイスに供給するために利用する電力によって、さまざまな種類に分類されます。 例えば、マイクロコントローラを使用した回路は、一般的にDC5Vの安定化電源(RPS)回路であり、AC230VからDC5Vに電力を変更するための様々な方法を用いて設計することができます。

電源回路を上に示し、AC230VをDC12Vにステップバイステップで変換する方法を以下に説明します。

  • 降圧トランスでAC230Vを12Vに変換
  • ブリッジ整流器でACをDCに変換
  • コンデンサでACリップルをフィルタリングし、電圧レギュレータに与える。
  • 最後に電圧レギュレータが電圧を5Vに調整し、最後にブロッキング・ダイオードが脈動波形を取るために使用されます。
Power Supply Block Diagram

Power Supply Block Diagram

Different Types of Power Supplies

電源の種類は以下のように分類されます。

1) SMPS-Switched Mode Power Supply

SMPS電源またはコンピュータ電源は、電力を強力に変換するスイッチング・レギュレータを含む電源の1つです。 他の電源と同様に、電流や電圧の特性を変えながら、直流電源や交流電源からPC(パーソナルコンピュータ)などの直流負荷に電力を供給します。 スイッチモード電源のすべてを知るには、こちらのリンクをご参照ください

SMPS - (Switched Mode Power Supply) スイッチモード電源

SMPS – Switched Mode Power Supply

2) Uninterruptible Power Supply

UPS(Uninterruptible Power Supply)は、主電源が失われても、しばらくの間はPCの動作を可能にする電気機器です。

UPS - Uninterruptible Power Supply

UPS – Uninterruptible Power Supply

UPSには、デバイスが主電源からの停電を検出したときにエネルギーを蓄えるバッテリーが含まれています。 例えば、無停電電源装置が停電を感知したときにPCを使用していた場合、UPS(二次電源)が放電する前にデータを保存しなければなりません。

一次電源と二次電源の両方が切れると、PCのRAM(ランダムアクセスメモリ)内のデータはすべて消去されてしまいます。

一次電源と二次電源の両方が切れると、パソコンのRAM(ランダムアクセスメモリ)内のデータが消去されます。

3) AC 電源

通常、AC 電源は主電源から電圧を取得し、変圧器を使用して必要な電圧に昇圧または降圧し、いくつかのフィルタリングが行われます。 さまざまなタイプのAC電源は、ほぼ安定した電流を供給するように設計されており、O/P電圧は負荷のインピーダンスに応じて変化します。 場合によっては、電源がDCであるため、昇圧トランスやインバーターを利用してAC電源に変換することもある。

AC電源

AC電源

入力と出力の電圧が似ていて、AC電源をフィルタリングするのが主な機能の機器の場合。 また、バックアップ電源として設計されている場合は、無停電電源装置(UPS)と呼ばれることもあります。 現在、交流電源装置は、単相システムと三相システムの2種類に分類されている。 この2つのタイプの主な違いは、供給の信頼性である。

4) 直流電源

直流電源とは、一定の直流電圧を負荷に供給する電源です。 その計画に基づいて、直流電源は、直流電源から制御される場合と、電力線のような交流電源から制御される場合があります。

DC Power Supply

DC Power Supply

5) Regulated Power Supply

RPS(Regulated Power Supply)とは、無調整の交流を安定した直流に変えるための固定回路のことです。

ここでは、交流電源を直流に変えるために整流器が使用されており、その主な機能は、電源の特定の限界で機能すべきデバイスや回路に安定した電圧を与えることです。

Regulated Power Supply

Regulated Power Supply

使用される安定化の種類は、様々な負荷条件の下でo/pが特定の制限に留まるように制御することができます。

6) プログラマブル電源

このタイプの電源は、アナログ入力やGPIBやRS232のようなデジタル・インターフェースを介して動作をリモート・コントロールすることができます。 この電源の制御特性には、電流、電圧、周波数などがあります。

このタイプの電源は、半導体の製造、X線発生装置、結晶成長の監視、自動装置のテストなど、幅広い用途に使用されています。

7) コンピュータの電源

コンピュータの電源ユニットは、コンセントから供給される電力をコンピュータの各部分で利用可能な電力に変換するためのハードウェアの一部です。

また、電源に応じて手動または自動で変更される電圧を制御することで、過熱を抑制します。

コンピュータでは、ケース、マザーボード、&電源などの内部コンポーネントは、フォームファクターと呼ばれるさまざまな構成やサイズで提供されています。

8) リニア電源

LPS(linear power supply)またはLR(linear regulator)回路は、回路全体に直流電流を供給するために様々な電気&&電圧調整器を含んでいます。 この回路の主な機能は、まず、交流電圧を降圧して直流に変換することです。

  • この電源の効率は20~25%です。
  • この電源に使用されている磁性材料はCRGOコアまたはSt合金です。
  • 信頼性が高く、複雑でなく、かさばらない。
  • 応答性が速い。

リニア電源の主な利点は、信頼性、シンプルさ、低コスト、ノイズレベルの低さなどです。

これらは、いくつかの低電力アプリケーションに最適ですが、高電力が必要な場合には、欠点がより明確になります。 この電源の欠点は、熱の損失が大きいこと、サイズ、&低効率レベルです。

ここでは、さまざまなタイプの電源について説明し、これらはさまざまなシステムに効率的に電源を供給するために使用されています。 電源は、動作のための電気エネルギーを得るために、あらゆるシステムに不可欠なコンポーネントです。 そのため、設計や開発のような電源の考慮事項のいくつかは、より重要です。

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