中古スイッチング電源の在庫・価格（LAMBDA）

スイッチング電源は、MOSFETなどの半導体スイッチを高速でオン・オフさせ、オン期間の比率（デューティ）を制御して出力電圧を安定させる直流電源である。産業用では商用交流から直流を得るAC-DC形が主流で、制御盤のDINレール取付形、機器組込み用の基板形やケース形などがある。出力は5V、12V、24V、48Vが代表的で、FAではPLCやセンサ、リレー駆動用のDC24Vが最も多い。容量は数W級から数kW級まで幅広い。
基本構成は、入力フィルタ、整流・平滑回路、スイッチング回路、高周波トランス、二次側の整流・平滑回路、帰還制御回路からなる。交流入力をいったん整流して高圧の直流にし、これを数十kHzから数百kHz程度で断続してトランスに加え、絶縁と電圧変換を行ったのち再び整流・平滑して出力する。出力電圧を検出してPWMでデューティを調整し、入力変動や負荷変動に対して出力を一定に保つ。トランスは動作周波数が高いほど小さくできるため、商用周波数トランスを使うリニア方式より大幅に小形・軽量になる。
素子を飽和か遮断の状態で使い、電圧差を熱として捨てないため効率が高い。産業用の汎用品では80〜90%台が典型だが、それでも入力の1〜2割程度は熱になる。PC電源では入力の20〜30%以上が熱になる例もあり、放熱設計は欠かせない。
実務上の注意点は入力側に多い。電源投入時は入力平滑コンデンサの充電で大きな突入電流が流れ、瞬間的に100A近くに達する場合もあるため、パワーサーミスタや、限流抵抗を一定時間後にサイリスタで短絡する方式などの抑制回路が組み込まれる。ブレーカや前段の開閉器はこれを見込んで選ぶ。また、コンデンサ入力形の整流では電流が断続的に流れて力率が下がり、高調波電流も生じる。このため中容量以上ではアクティブフィルタ（PFC回路）を載せ、IEC 61000-3-2などの高調波規制に適合させるのが一般的である。100V系と200V系の切替スイッチが無く、どちらの入力にも対応するものはPFC付きである可能性が高い。
ノイズへの配慮も必要である。出力には入力周波数やスイッチング周波数に同期したリップルと、素子の切替時に生じるスパイクノイズが重なり、入力ラインへの伝導ノイズや放射ノイズも出る。入力フィルタのコンデンサを通じて大地へ漏れ電流が流れ、医療機器向けではAC100V時0.5mA以下という厳しい値が求められる。漏れ電流はノイズ抑制とのトレードオフで、複数台を並べると加算されるため、漏電遮断器の誤動作にも注意したい。微小信号の計測など低ノイズが最優先の用途ではリニア電源が選ばれることもある。
寿命は電解コンデンサとファンで決まることが多い。電解コンデンサは温度が高いほど寿命が縮むため、105℃品の採用、周囲温度に応じた出力ディレーティング、取付方向と通風の確保が信頼性に直結する。低温での起動性や、過電流・過電圧保護の動作方式が負荷の起動特性に合うかも確認しておく。
用途はFA制御盤、工作機械、搬送装置、計測・分析機器、通信機器、LED照明、医療機器など幅広い。並列運転や冗長構成、リモートセンシング、出力電圧の微調整機能を備えた製品もあり、システム構成に応じて選び分けられる。