スイッチモード電源とは何ですか？

スイッチモード電源（SMPS）は、供給される電気の量をすばやく調整できる電力調整器の一種です。 この機能により、SMPSは非常に効率的になり、エネルギーの浪費を回避できます。 この電源の一般的な目的は、外部電源から電気を受け取り、電力を負荷に必要なレベルに変換することです。 スイッチモード電源は、一般的にパーソナルコンピューターで使用されています。

最初のスイッチモード電源は1976年に特許を取得しました。翌年、Apple®Computerは生産ユニットでSMPSを使用する最初のコンピューターメーカーになりました。 このタイプの電源を使用することで、Apple II™は他の競合コンピューターよりも軽量でコンパクトになりました。

スイッチモード電源の開発に先立って、ほとんどのパソコンはリニアレギュレータを使用していました。 これらの初期のパワーユニットは、一定の変化しない量の電圧を生成しました。 この出力を一定に保つために、リニア電源は通常単純な抵抗を使用しました。 これにより、大量の熱が発生し、調整プロセス中に電圧が無駄になりました。

スイッチモード電源はこの問題を解決し、熱の形でエネルギーを無駄にしません。 抵抗器を介して電圧を調整する代わりに、SMPSはいくつかの異なるトランジスタとコンデンサを備えています。 電源は、特定の状況で最も効率的なコンポーネントの組み合わせをすばやく選択できます。 本質的に、スイッチモード電源は、負荷が要求する正確な量の電圧を提供できます。

効率の利点に加えて、スイッチモード電源にはいくつかの追加の利点があります。 かさばる変圧器がないため、SMPSは通常、同等の線形モデルよりも小型で軽量です。 スイッチモード電源は過熱する傾向が低く、多くの場合、対応するリニア電源よりも寿命が長くなります。

ただし、SMPSには欠点がないわけではありません。 このタイプの電源は、古いユニットよりも複雑で、一般に製造コストが高くなります。 これらの電源内の電圧の急速な切り替えは、電磁干渉も発生させ、近くの電子ギアに悪影響を与える可能性があります。 現代の電源は、多くの場合、この干渉を制限するために内部フィルターを使用します。

コンピューターは、スイッチモードの電源を使用する最も一般的なデバイスですが、他のデバイスもそれらを使用します。 多くの携帯電話充電器は、実際には小さなSMPSユニットです。 これにより、過熱することなく壁電力を効率的に変換できます。 スイッチモード電源は、高効率が必要とされる実際のあらゆるアプリケーションで使用できます。