電源アダプタFAQ

 安定化タイプは図5のように平滑回路の後に「電圧安定化回路」を追加したものです。

DC出力電圧は安定化回路の入力電圧（平滑回路出力）より低い値となるようにしているため、AC100Vが変動しても影響を受けないようにしています。

また負荷変動に対しては、安定化回路のために影響をあまり受けません。

グラフ2に安定化タイプ（定格9.5V/1A）の実測特性例を示します。
このデータはAC100V入力時で、負荷変動に対して良好であることが分かります。

なお、AC90V、AC110V時でも、AC110に対して特性差がありませんでしたので、データは省略します。

また、非安定化タイプは原理的に「リップル」が避けられませんが、安定化タイプはリップルが小さくなります。

スイッチング方式は非安定化、安定化タイプと原理的に異なり、構成図を図6に示します。
AC100Vを整流、平滑したDCを「スイッチング回路」により断続（ON/OFF）します。
この出力を再び整流、平滑するとON/OFFに応じた平均値（DC）になります。

出力変動に対してはそれを検出し、スイッチング制御（電圧制御）を行って、常に一定となるように「フィードバック（自動制御）」を行います。

この方式には大きなトランスを用いる必要がなく、電源装置が小型になり、AC→DCへの変換効率も良いというのが特長の1つです。

なお、図6におけるトランスは数10KHz以上の高い周波数用なので、50Hz/60Hzと比べて小型、軽量です。

グラフ3にスイッチング方式の出力特性例を示します。（Linkman STD-12010U2）
この機種は12V/1Aの仕様ですが、負荷電流1.5Aまでは出力電圧が安定し、1.55A以上で「保護回路」が働いています。

スイッチング方式は原理的に高速（数10KHz～数100KHz）でON/OFFしますので、これによる「スイッチングノイズ」が発生します。
波形1にスイッチングノイズの波形観測例を示します。

機器によっては、例えばAMラジオなどは、このノイズの影響を受ける場合があります。

つまり、スイッチング周波数が数10KHz～数100KHzですから、この周波数成分と数10倍までの周波数成分により影響を受ける場合があります。

オーディオ機器などは数10KHz以下の可聴周波数ですから、スイッチング方式でも影響はあまりありません。
なお、スイッチングノイズの大きさは電源の機種により異なります。

一般的にACアダプタは以下の様に3通りに分けられます。※画像をクリックすると該当箇所へジャンプします。

・簡易的な方式
・入出力の変動に弱い
・用いる電源と機器の定格に注意

安定化ACアダプタ     ・入出力の変動に強い（安定）
・リップルは少ない
・やや大型

・小型、軽量
・効率が良い（熱を持たない）
・入出力の変動に強い（安定）
・スイッチングノイズが発生する

それぞれ特長がありますので用いる機器に適した電源を選択することが重要です。

◆ACアダプタ一覧
出力プラグ形状をクリックすると該当する定格のACアダプタを参照できます。

非安定化ACアダプタは従来からある方式で、以下のブロックで構成されています。
１．トランス     ・・・AC100Vを必要とするAC電圧に変換
２．整流     ・・・AC→DCに変換
（図1の場合は整流素子にダイオードを用いた「ブリッジ」回路）
３．平滑回路     ・・・整流のみでは完全なDCになっていません（脈流）。
これをコンデンサに用いてDCに変換

注意:b)とc)は同じポイントですが、bはコンデンサがない場合の波形

非安定化タイプは平滑回路によりDCに変換する簡単な構造ですから、図2のように負荷変動又は入力のACが変動すると、それに応じてDC出力電圧が変動（変化）してしまいます。

グラフに「出力9V/0.3A」の出力特性例を示します。
負荷電流を0～300mAまで変化したときの出力電圧を測定したもので、入力のAC電圧も90V、100V、110Vの3通りでデータをとっています。

この試料のACアダプタは「AC100V、出力200mA時に定格電圧の9V」になるようです。
例えばこのACアダプタを用いて、消費電力が50mAの軽い負荷（機器）に用いる場合、DC電圧はAC100V入力時に11.12Vです。
つまり、図3のように動作電圧9V機器に11.12Vを電源供給（接続）することになります。

非安定化タイプは負荷により出力電圧が変化しますので、機器が必要とする消費電力とACアダプタの能力（電流容量）に注意する必要があります。
図3の例（機器の消費電力が50mA）の場合、用いるACアダプタは電流容量の少ないものが適切で、「電流容量は、大は小を兼ねることができない」ということです。

○なぜ出力電圧が変動するか

原理的にAC100Vをトランスを用いて「変圧」していますので、AC100Vが変動すればそれに応じて整流回路に加わるAC電圧も変動（変化）し、平滑回路での電圧値も変動します。

負荷により出力電圧が変動する理由は図4の通りです。
脈動をDCに変換するためにコンデンサを用いて「充電、放電」を繰り返します。
この時、負荷電流（放電）の大きさにより1、2、3のように波（リップル）の大きさが異なります。

またトランス部の損失（電圧降下）、ダイオードの順電圧の変動により負荷の値が異なると、DC出力電圧が変動します。