スイッチング電源（SMPS） - 定義

スイッチング電源（ 、Switching Mode Power Supply、Switching Mode Power Supply、 、SMPS）は、トランジスタなどの半導体素子や、主にコイルやコンデンサといったエネルギー蓄積素子を高速にスイッチングさせることで、ある電圧レベルの電気エネルギーを別の電圧レベルに変換する電子式電源である。これは、電流の流れを周期的にオン・オフする原理に基づいており、従来の線形電源よりもはるかに高い効率で電力変換を行うことができます。

スイッチング電源の主な目的は、入力電圧や負荷の変動にかかわらず、出力電圧を安定させることです。のリニアシステム（余剰エネルギーを熱として放散することで電圧を調整する）とは対照的に、スイッチング電源はパルス幅変調（PWMパルス幅変調）を用いて平均電圧を制御します。これにより、エネルギー損失が低減され、効率が向上し、多くの場合85～90％を超える効率を実現します。

スイッチモード電源には、バック （電圧降下）、ブースト （電圧昇圧）、buck-boost （昇圧・降圧の両方）、あるいは電位分離を備えたより複雑な構造、例えばトポロジーflyback 、forward 、half-bridge ifull-bridge などです。その選択は、電力要件、絶縁、電圧範囲、および動作周波数によって決まります。

この種の電源は、コンピュータ機器、通信機器、医療機器、オートメーション、LED照明システム、および自動車産業で広く使用されています。その小型・軽量さ、幅広い入力電圧範囲での動作能力、そして高効率性により、現代の電子機器設計における標準となっています。 SMPSの設計においては、電磁干渉（EMI）の放出、制御システムの安定性、および効果的な放熱に関する課題への配慮が必要です。

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