リニア電源とスイッチング電源の違い ―低ノイズ化するにはどちらを選ぶ？―
「ノイズを避けたいからリニア電源」と決めつけていませんか？
リニア電源は高周波ノイズが少ないというメリットがあります。一方で、効率が低く、発熱や大型化が課題になりやすい方式です。
スイッチング電源は高効率・小型・軽量ですが、高速なスイッチング動作に伴うノイズへの配慮が必要です。
ただし、「低ノイズ＝リニア電源」とは限りません。
スイッチング電源でも、トランス、フィルタ、回路、基板レイアウトなどを適切に設計することでノイズを抑えられる場合があります。
リニア電源とスイッチング電源を比較
| 比較項目 | リニア電源 | スイッチング電源 |
| 変換効率 | 比較的低い | 高い |
| 発熱 | 大きくなりやすい | 抑えやすい |
| サイズ・重量 | 大型・重量化しやすい | 小型・軽量化しやすい |
| 出力ノイズ | 高周波ノイズが少ない | スイッチング由来のノイズが発生 |
| 入力電圧範囲 | 比較的狭い | 広入力範囲に対応しやすい |
| 設計 | 比較的シンプル | EMC・フィルタ・レイアウト等への配慮が重要 |
重要なのは、「低ノイズだからリニア」「高効率だからスイッチング」と単純に決めるのではなく、装置が求めるノイズレベル、効率、サイズ、発熱などから総合的に選ぶことです。
スイッチング電源のノイズは対策できる
スイッチング電源ではMOSFETなどを高速でオン／オフするため、スイッチングに起因するノイズが発生します。
しかし、ノイズの発生源や伝搬経路を把握したうえで、
・入力・出力フィルタの最適化
・基板レイアウトの最適化
・トランス構造の見直し
・スイッチング方式の検討
・シールドや接地方法の見直し
などを行うことで、ノイズを抑えられる可能性があります。
そのため、「ノイズが問題だからリニア電源にする」と方式を決める前に、スイッチング電源側で対策できないか検討することも重要です。
「リニアかスイッチングか」の二者択一ではない
用途によっては、装置全体の主電源には小型・高効率なスイッチング電源を使用し、特にノイズの影響を受けやすい回路にはLDOなどのリニアレギュレータを組み合わせる方法もあります。
これにより、「小型・高効率」と「低ノイズ」の両立を図れる可能性があります。
サンシン電気の低ノイズ化技術 「球状トランス」
サンシン電気では、漏れ磁束の低減に着目した独自構造の「球状トランス」（特許取得済み）を開発しています。
球状トランスは、磁束の流れが理想のループになるため、磁束の滞流ができない究極構造となっています。
スイッチング電源のノイズ対策では、回路だけでなくトランスも重要な要素です。トランスを含めた電源全体を見直すことで、スイッチング電源のメリットを活かしながら低ノイズ化できる可能性があります。
低ノイズ電源を選ぶときのポイント
電源方式を決める際には、次の条件を整理することが重要です。
・どの程度のノイズまで許容できるか
・問題となるノイズの周波数帯はどこか
・サイズ・重量の制約はあるか
・発熱・効率の条件はどうか
・対象となるEMC規格は何か
これらを整理したうえで、リニア電源、スイッチング電源、両者を組み合わせた構成のどれが適しているかを検討します。
電源の低ノイズ化を、トータルサポートします！
サンシン電気は、スイッチング電源やスイッチングトランスの設計・製造を強みとしています。
「スイッチング電源のノイズ対策で困っている」
「低ノイズ化と小型・高効率を両立したい」
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といった段階からご相談いただけます。
方式ありきではなく、求められる性能から適切な電源構成をご提案します。
どうぞお気軽にご相談ください！
