電源には色々な種類のものがありますが、身近な場所で使用されているものにはACアダプターをあげることができます。
ノートパソコンやゲーム機に電力を供給するために用いるものですが、ACアダプターはコスト優先で簡易的な回路となっていることが特徴的です。
一方で、スイッチング電源はACアダプターとは違う回路方式が採用されており、安定性や信頼性が高く寿命も長いものだとされています。
病院や工場、駅などで使用されている装置や機器にも内蔵されるほどのものなので、詳しい特徴や利用することのメリットを知っておくと良いでしょう。
スイッチング電源とは
スイッチング電源は交流を直流に整流することができる点では他の電源と同じですが、効率的に電力を変換するためのスイッチングレギュレーターを搭載しているという違いがある電源です。
低い消費電力であり、オンオフが断続的に切り替わるという仕組みが搭載されているので、無駄なエネルギーを最小限にすることができます。
これにはたくさんの回路方式があり、昇降圧型回路や降圧型方式回路、昇圧型方式回路やプッシュブル方式、フォワード方式やフライバック方式、フルブリッジ方式やハーフブリッジ方式があることを知っておくと良いでしょう。
同じスイッチングタイプであったとしても、回路方式ごとに部品の数や構造の複雑さは大きく違っています。
採用する回路によって向いている電源容量やコストが違ってくるので、使用する場所や目的に合った回路方式を選ぶことが大切だということを知っておきましょう。
スイッチングはリニアと比べると小さく軽い
多くの人が知っている一般的なACアダプターは安定回路を省いた簡易的なもので、リニア電源という名前で呼ばれていますが、これは重くて大きいと言えます。
スイッチングはリニアと比べると小さく軽いというメリットがある電源です。
スイッチング電源の構造はリニア電源よりも複雑で部品数も多いですが、複雑な仕組みのおかげで損失がほとんどないような電圧電流変化が起こるため高効率なものとなっています。
実はリニア電源は電力の一部を常に熱として切り捨てることで安定化しているため、スイッチングと比べるとかなり低効率です。
電力消費を抑えるためには高効率なものを使用する必要がありますが、そういった場合にスイッチングのほうが向いていると言えます。
リニアの場合は重量のあるライン周波数のトランスを使用する必要があったので、どうしても大きく重くなりがちでした。
けれども、スイッチング電源は重量のあるライン周波数のトランスを取り入れる必要がなく、これがないことによって小型化と軽量化を実現することができています。
スイッチング電源が使用されている場所
こちらのタイプの電源にたくさんのメリットがあることは、使用されている場所からも分かるはずです。
リニアはノートパソコンやゲーム機のような一般家庭でも使用するようなものに使われていることが多いですが、スイッチングは元々ロケット打ち上げの際に開発されたものだと言えます。
NASAが月にロケットを打ち上げる際に、当時使用されていた電源では大きく重いという理由から小型軽量であるこのタイプの電源が開発されました。
その頃に使用されていた電源は40パーセントから50パーセントの変換効率でしたが、スイッチングの場合は最低でも80パーセント、良いものでは95パーセントの変換効率を期待することができたのです。
小さく軽いだけではなく、効率面でも非常に優れたものとして、50年ほど前から重宝されてきたと言えます。
開発当時はロケット打ち上げで活躍したものですが、それ以降は病院や工場などの安定的な電源が求められる場所で多く利用されるようになりました。
スイッチング電源を使用する際の注意点
たくさんの魅力があるスイッチング電源ですが、全く注意点がないというわけではありません。
簡易的なものであれば、電気的なスイッチングノイズを主電源ラインにカップリングしてしまう恐れがあり、その結果として同相に接続された機器に干渉してしまう恐れがあります。
対策が講じられたものを用いれば問題ないですが、コストを意識して簡易的なものを選んでしまうと干渉の危険性があることを理解しておくべきです。
力率補正されていない場合は、高調波を発生させるリスクがあることにも注意が必要だと言えます。
この問題に関しても力率補正されたものを用いれば良いだけですが、知らなければ高調波を発生させてしまうことがあるので要注意です。
まとめ
一般家庭では見かける機会が少ないものなので、存在を知っている人や詳しい内容を理解している人は少ないですが、駅や病院、工場などの意外と身近な場所にも使用されているものだと言えます。
今後も色々な場所で使用されることになるはずなので、これの特徴やメリットについて知っておいて損はないと言えるでしょう。
電源と言えばACアダプターしか思い浮かべることができない人もいるはずですが、スイッチング電源についても詳しく知っておくことをおすすめします。