PCB技術 - スイッチング電源における通用部品の種類

現在、スイッチング電源は小型、軽量、高効率の特徴でほとんどの電子機器に広く応用されており、現在の電子情報産業の急速な発展に不可欠な電源方式です。スイッチング電源の設計は思ったほど簡単ではありません。特にスイッチング電源に接触して開発されたばかりの子供靴にとって、彼の周辺回路は非常に責任があり、その中で使用されている部品は種類が多く、性能が異なります。高性能なスイッチング電源を設計するには、スイッチング電源の各部品のタイプと主な機能を理解する必要があります。本文はこの部分の知識をまとめます。スイッチング電源周辺回路に使用される部品は種類が多く、性能が異なり、通用部品、特殊部品の2つに分類できます。スイッチング電源における通用部品のタイプと主な機能は以下の通りです。

一、抵抗器の種類

1.サンプリング抵抗−出力電圧を構成するサンプリング回路で、サンプリング電圧をフィードバック回路に送る。

2.均圧抵抗－スイッチング電源の対称直流入力回路において均圧作用を果たし、平衡抵抗とも呼ばれる。

3.分圧抵抗−抵抗分圧器を構成する。

4.放出抵抗－電源オフ時に電磁干渉（EMI）フィルタにキャパシタに蓄積された電荷を放出することができる。

5.電流制限抵抗－電圧安定管、光結合器及び入力フィルタ容量として使用される電流制限抵抗などの電流制限保護作用を果たす。

6.電流検出抵抗－スイッチング電源の出力電流限界を制限するために過電流保護回路と組み合わせて使用する。

7.シャント抵抗−電流にバイパスを提供する。

8.負荷抵抗－スイッチング電源の負荷抵抗（等価負荷抵抗を含む）。

9.非常に小さい負荷抵抗－スイッチング電源の正常な動作を維持するために必要な非常に小さい負荷抵抗は、負荷開放による出力電圧の高すぎることを回避することができる。

10.ダミー負荷－スイッチング電源の性能指標をテストする際に一時的に接続される負荷（例えば抵抗線、セメント抵抗）。

11.フィルタ抵抗−LC型フィルタ、RC型フィルタ、π型フィルタにおけるフィルタ抵抗として使用される。

12.バイアス抵抗－スイッチング電源の制御端子にバイアス電圧を供給するか、トランジスタの動作点を安定させる。

13.保護抵抗－RC型吸収回路またはVD、R、C型クランプ保護回路によく使用される。

14.周波数補償抵抗−例えば誤差増幅器を構成するRC型周波数補償ネットワーク。

15.減衰抵抗－回路中の共振を防止する。

二、コンデンサの種類

1.フィルタ容量−入力フィルタ、出力フィルタなどを構成する。

2.結合容量－断線容量とも呼ばれ、その作用時に直流信号を遮断し、交流信号だけを通過させる。

3.退レンコン容量－例えば電源退レンコン容量は、自励振動の発生を防止することができる。

4.ソフトスタート容量－ソフトスタート回路を構成し、ソフトスタート中に出力電圧と出力電流を緩やかに確立する。

5.補償容量−RC型周波数補償ネットワークを構成する。

6.加速容量−トランジスタのスイッチング速度を向上させるために使用される。

7.発振容量−RC型、LC型発振器を構成することができる。

8.微分容量−微分回路を構成し、チップパルスを得る。

9.ブートストラップ容量－入力段の電源電圧を上げるために用いられ、電圧フィードフォワード回路を構成することもできる。

10.遅延容量−抵抗とRC型遅延回路を構成する。

11.極性反転DC／DCコンバータにおけるポンプ容量などの貯蔵容量。

12.位相シフト容量−位相シフト回路を構成する。

13.倍圧容量−ダイオードと倍圧整流回路を構成する。

14.ノイズキャンセル容量−回路内のノイズ干渉を除去するために使用される。

15.中和容量−増幅器の自励発振を除去する。

16.干渉を抑制するキャパシタ−EMIフィルタでは、ストリングモードとコモンモード干渉をそれぞれフィルタ除去することができる。

17.X容量とY容量を含む安全容量。

18.X容量－1つの巻線、2次巻線結合コンデンサによって発生したコモンモード干渉を除去することができ、1つの側から2次側に結合された干渉電流に還流経路を提供し、この電流が2次側を通って大地に結合されることを防止することができる。

19.Y容量－電力網間の直モード干渉をフィルタ除去でき、EMIフィルタによく使用される。

三、インダクタンスの種類

1.フィルタインダクタンス−LC型フィルタを構成する。

2.貯蔵インダクタンス－降圧式または昇圧式DC/DCコンバータ回路によく用いられる。

3.発振インダクタンス−LC型発振器を構成する。

4.コモンモードインダクタンス－コモンモードチョークコイルとも呼ばれ、EMIフィルタによく使われ、コモンモード干渉を抑制する役割を果たす。

5.直列モードインダクタンス－直列モードチョークコイルとも呼ばれ、それは単一巻線構造を採用し、一般的にスイッチング電源の入力回路に直列に接続されている。

6.周波数補償インダクタンス−LC型、LCR型周波数補償ネットワークを構成する。

四、変圧器の種類

1.周波数変圧器－交流電源を変圧と隔離し、整流フィルタリングを経てDC/DC変換器（すなわちスイッチングレギュレータ）に電力を供給する。

2.高周波変圧器：高周波電源に対してエネルギー貯蔵、変圧と隔離を行い、無周波変圧器のスイッチング電源に適用する。

五、ダイオードの種類

1.整流ダイオード−低周波整流、高周波整流。

2.還流ダイオード−降圧式DC／DCコンバータによく用いられる、リレー、モータなどの巻線の両端にダイオードを並列に接続すれば、反起電力に放出回路を提供し、駆動管を損傷しないようにすることができる。

3.クランプダイオード−VD、R、C型クランプ回路を構成し、スパイク電圧を吸収し、MOSFETパワー電界効果管に保護作用を果たす。

4.ブロッキングダイオード－クランプ保護回路中のダイオード、減衰ダイオードとも呼ばれる。

5.半波整流回路において、負の半周時に交流電力に回路を供給するための保護ダイオード。

6.分離ダイオード−信号分離を実現することができる。

7.抗飽和ダイオード−ダイオードを電力スイッチング管のベースに直列接続することで、電力スイッチング管の飽和深さを下げ、オフ速度を高めることができる。

六、整流橋の種類

交流電圧を脈動直流電圧に変えてフィルタに送る。整流ブリッジは4本の整流ダイオードで構成することもでき、完成品の整流ブリッジを採用することもできる。

七、定圧管の種類

簡易定電圧回路を構成する、スイッチ電源の出力端に接続され、空負荷時の出力電圧を安定させるために使用される、レギュレータ、高速回復ダイオード及び抵抗容量素子から1つのサイドクランプ保護回路を構成する、過電圧保護回路を構成する。

八、トランジスタの種類

PWM変調器として使用される電力スイッチング管、定電圧/定電流出力式スイッチング電源を構成する電圧制御及び電流制御ループ、劉出力型スイッチング電源を遮断する遮断制御リング、スイッチングレギュレータのオンオフ制御、アンダ電圧、過電圧保護、過電流保護などの回路を構成する。

九、電界効果トランジスタの種類

MOSFETはPWM変調器またはスイッチングレギュレータの電力スイッチング管として使用される。

十、演算増幅器の種類

外部誤差増幅器、電圧制御ループ、電流制御ループなどを構成する。