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PC電源解体新書
TEXT:Ta 152H-1
電源の内部では何が起こっている?
Seasonic M12
SS-700HM
1 入力フィルタ
2 整流回路
3 PFC回路
4 平滑回路(1次)
5 スイッチング回路
6 トランス
7 スタンバイ用トランス
8 PWMコントローラ
9 平滑回路(2次)
PFC回路搭載フォワード型スイッチング電源
 普段PCの電源のケースを開けることはまずないが、実際にそれぞれの製品を見てみると、基本的な構造には共通する部分が多くあることが分かる。PC電源は製品は違ってもほぼ同じ仕組で動作しているスイッチング方式の直流安定化電源だからだ。

 フィルタを通した後、整流回路(通常はダイオードブリッジ)で整流し、コンデンサによる平滑化を行なう。次にその信号をスイッチングしてパルス化したものをトランスで入力と出力を絶縁して変圧(電圧降下)する。この時点ではまだパルス状の信号なので、これを再度整流、平滑化して規定の電圧のDC電源とする。スイッチング回路にはこの出力をフィードバックして安定化させている。
1 入力フィルタ
imageノイズや突入電流を抑制する部品で構成された回路。Xコンデンサ、Yコンデンサ、チョークコイルなどが置かれている。直接電源として機能する部分ではないので、安物の電源では簡略化されることが多い
2 整流回路
imageダイオードブリッジを用いて交流を一方向の「脈流」に整流する。ダイオードは一方向にしか電気を通さないので、マイナス方向に流れようとする間は電気を通さない仕組だ。ただし、電圧は0からピーク値の間を大きく変動するのでまだまだ直流とは言い難い
3 PFC回路
image脈流をそのまま整流すると入力側から見て電流の流れる時間が小さくなり、大量の電流が流れて力率が低下する。これを抑えるために信号を細切れにして一度に流れる電流を抑制する回路を入れ対策している。これがPFC回路だ。PFC対応電源は100V/200Vに自動で対応できる
4 平滑回路(1次)
imageコンデンサを用いて、より安定した直流に変換する。コンデンサは電圧がかかると自身の容量がある間は蓄電し、電圧がかからなくなると放電する。この性質を利用して脈流を平滑化する。平滑回路の前段には大き過ぎる突入電流を防止する回路もある
5 スイッチング回路
image平滑回路を通った電気信号を、スイッチング回路を用いて一旦高い周波数のパルス信号にしてから再度直流に整流していく。スイッチングにはパワートランジスタかパワーMOSFETを使うが、この部分はとくに発熱が大きいのでヒートシンクが貼り付けられている
6 トランス
image入力と出力を絶縁して、400V以上の入力を整流、平滑後に実際に使う電圧値になるような電圧にまで降圧する。高周波数のスイッチングにより、商用周波数(50/60Hz)で使うより小型、軽量なトランスを使うことが可能となっている
7 スタンバイ用トランス
image大きな主出力のメイントランスのほかに、こうしたスタンバイ電源用のトランスが付いている。回路によってはスイッチング回路(インバータ)用にもっと多くのトランスが付いていることがある
8 PWMコントローラ
imageスイッチング回路ではパルス信号のON時間を調整することによって整流後の電圧値を変えることができるが、出力された電圧をパルス幅変調(Pulse Width Modulation)回路にフィードバックすることで出力電圧を一定に保っている。そのための制御用ICがPWMコントローラだ
9 平滑回路(2次)
imageトランスからの出力は、まだパルス状の出力なので、これを整流・平滑化して直流信号に直す。整流ダイオードには低電圧だが大きな電流が流れるので発熱が大きく、やはりヒートシンクが貼り付けられる。平滑化はコイルとコンデンサの組み合わせで行なう
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