DC電源についての概要、用途、原理などをご説明します。また、DC電源のメーカー16社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。DC電源関連企業の2023年11月注目ランキングは1位:株式会社高砂製作所、2位:アジア電子工業株式会社、3位:菊水電子工業株式会社となっています。
DC (Direct Current) 電源とは、交流の商用電源から直流の電圧を作り出す電源装置のことです。
AC/DCコンバータと呼ばれることもあります。電子機器の内部回路は直流で動作するため、電池駆動を除いた全ての機器はDC電源を内蔵していると考えて問題ありません。
研究機関や大学などで使われる実験用のDC電源は例外として、通常機器の内部に収納されています。目にする機会はありませんが、機器の消費電力を左右する非常に重要なコンポーネントです。
DC電源は、スマートフォンの充電器や各種電気製品、工場の生産設備等に最低一台は搭載されています。ただし、機器内の電子回路によっては、最適な電源電圧が異なることがあります。その場合は、一台のDC電源からDC/DCコンバータを用いて必要な電圧に変換し、各回路に供給する電源構成が必要です。
各種機器に組み込まれるDC電源は出力電圧が一定値に固定されていますが、実験用機器や各種試験装置に使われるDC電源は、電源条件を変更して機器の特性を測定する用途にも用いられるため、出力電圧を任意に設定できるものでなければなりません。プログラム電源とも呼ばれるこれらの用途では、特に次の性能が求められます。
また、DCモータを利用した動力系に大きなパワーを供給するDC電源もあります。例えば、産業ロボットの駆動、医療機器分野における各種ポンプやファンの回転、建設機械の動力源などにDCモータが採用されていますが、それらのモータへ電力を供給するDC電源が必要です。これらの用途では優れた制御性が要求されますので、大電流出力でありながらも安定した電圧出力が必要になります。
DC電源には基本的な回路要素として、整流回路と平滑回路、安定化回路が欠かせません。
4個のダイオードを組み合わせたブリッジ回路で、交流を脈流に変換します。嘗てはダイオード1個の半波整流回路が採用されていましたが、リップル特性が良くないため現在は全く見掛けません。
整流回路の出力である脈流を平滑して、リップルの少ない直流に変換します。一般には、大容量のコンデンサ2個とチョークコイル1個から成るπ型と呼ばれる構成です。コンデンサの容量が大きいほどリップルが少なく安定した出力が得られます。
DC電源には出力電圧を安定化する回路が必要ですが、これにはスイッチング電源とリニア電源の2つの回路方式があります。
スイッチング電源
商用電源をそのまま整流回路と平滑回路に通して直流に変換し、それをDC/DCコンバータを用いて所望の電圧に降圧するものです。大きな変圧器が不要なため、比較的小型/軽量に作ることができます。また、電圧変換する際のエネルギー効率が高く、発熱も少ないことがメリットです。
これらの特徴より現在のDC電源の主流となっています。入力電圧に対して幅広く対応できることも特徴の一つで、100V~240V の商用電源に対して、全域で安定した直流電圧を出力することが可能な電源があります。このような電源を採用すれば、世界中どこでも使える電子機器を作ることができます。
リニア電源
大型の変圧器を使用して商用電源を低い交流電圧に変換し、それを整流回路と平滑回路に通して直流にするものです。ただし、そのままではリップルや電圧変動が大きいので、レギュレータ回路を追加して安定した出力電圧を得ます。このような構成は、ドロッパ方式といわれ、メリットとして出力電圧に乗るノイズが少ないことが挙げられます。
ノイズに対して敏感な計測器や音響機器、前述のプログラム電源等に採用されています。一方、レギュレータ回路での発熱が大きいので、高出力の電源では空冷ファンなどの冷却装置が必要になります。
ある民間の調査機関では、「世界のDC電源の市場規模は、2021年は4億米ドルで、2027年までに5億2,010万米ドルの規模に達する」と発表しています。その背景として、家庭用電化製品におけるエネルギー効率の高い電源への需要の高まりや、世界的な産業オートメーション化の進展が、市場の成長を促す重要な要因であると分析しています。
さらに、航空宇宙、防衛、通信等の業界で無線通信システムが広く採用されていることも、DC電源市場の成長を後押ししている要因の一つです。
さらに新しい用途として、自動車のバッテリー充電装置、充電ステーション、オンボードチャージャー等も市場を拡大させる要素と言われています。
参考文献
https://www.kikusui.co.jp/knowledgeplaza/?d=powersupply1
https://www.kikusui.co.jp/knowledgeplaza/?d=powersupply2
https://www.matsusada.co.jp/column/column-dc-power.html
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
2023年11月の注目ランキングベスト10
注目ランキング導出方法順位 | 会社名 | クリックシェア |
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1 | 株式会社高砂製作所 |
17.6%
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2 | アジア電子工業株式会社 |
16.2%
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3 | 菊水電子工業株式会社 |
16.2%
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4 | キーサイト・テクノロジー株式会社 |
11.8%
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5 | 松定プレシジョン株式会社 |
10.3%
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6 | 東京電子株式会社 |
5.9%
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7 | 株式会社エヌエフ回路設計ブロック |
5.9%
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8 | 本多電機株式会社 |
4.4%
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9 | 株式会社東陽テクニカ |
2.9%
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10 | OWON JAPAN合同会社 |
2.9%
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注目ランキング導出方法について
注目ランキングは、2023年11月のDC電源ページ内でのクリックシェアを基に算出しています。クリックシェアは、対象期間内の全企業の総クリック数を各企業のクリック数で割った値を指します。社員数の規模
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1 外部制御機能付パルス調光電源 LPWP-DGC100/50/150
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2 高効率な電源を実現 ワイドレンジプログラマブルスイッチングDC電源 SPS5061X
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3 高効率な電源を実現 ワイドレンジプログラマブルスイッチングDC電源 SPS5051X
ウェーブクレスト株式会社
4 PWM対応LED照明用 パルス調光電源 LPWP-DPA
ハヤシレピック株式会社
5 高効率な電源を実現 ワイドレンジプログラマブルスイッチングDC電源 SPS5000Xシリーズ
ウェーブクレスト株式会社
ウェーブクレスト
ハヤシレピック
注目ランキングについて: Metoreeに登録されているDC電源製品84点の中での2023年12月9日時点でのアクセス数を元に算出しています。
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2022年7月22日
DC電源のカタログ28件分をまとめてダウンロードできます!お迷いの方は便利な無料の一括ダウンロード機能をご利用ください。
企業
アジア電子工業株式会社 アールエスコンポーネンツ株式会社 Advanced Energy Industries, Inc. アルス株式会社 有限会社エーテックス 株式会社 Luci OKIネクステック株式会社 エナックス株式会社PWR-01シリーズは高出力が可能なコンパクト直流安定化電源です。最大出力は650 V・200 Aで、最大容量は2000 Wです。
動作モードはCV・CCの二つで、電圧電流可変域は3~4倍という広範囲です。
同一機種は最大3台まで並列接続により出力容量を増やすことができ、また直列接続は2台までで出力電圧を増やすことができます。
LAN/USB/RS232C通信インターフェースが標準搭載されており、外部からの運転制御が可能です。
特にLANを利用することでパソコンやスマートフォンなどの通信機器において制御・監視もできます。
ADG-Lシリーズは、小型軽量のプログラマブル直流電源です。
従来の定電圧(CV)、定電流(CC)モードに加え、定電力(CP)モードが新たに搭載され、一定電力を供給できます。出力電力は4 kWです。
出力電圧が最大160 Vと最大330 V仕様の電源があります。
プログラムで動作制御する機能と出力を確認するモニター機能とを備え付けており、制御PCがなくとも出力の設定・運転ができます。
また定格負荷を変化させたとき、出力電圧がプラスマイナス0.1%以内に収まるまでの時間は4~12 msと極めて高速です。
PSB10000は、大容量電力回生式・双方向直流電源装置です。
直流電源と直流電子負荷の機能を1台で兼ね備えており、電流の出力(力行)と電流の掃引(回生)の両方の動作を行うことができます。
電源と電子負荷を個別に使用する場合と比べ、力行と回生の切り替えに外部回路を必要としません。
本モデルの場合、1台あたり30 kWという大容量の出力が可能です。
その一方で、4ユニット(178 mm)・44 kgという小型化を実現しています。
直列運転をせずに最大2000 Vの高電圧出力、並列運転では最大1080 kWの電力システムの構築ができます。
WPシリーズは4種類の出力容量(5 kW、10 kW、15 kW、18 kW)から選べるオートレンジ出力の直流電源です。
電圧や電流を自動制御することで、広い範囲で大容量の出力が可能となりました。
出力電圧は最大80 Vから1950 V、出力電流は最大23 Aから540 Aまで対応しています。電源の並列接続は50台まで可能で、最大で900 kW出力できます。
ATE(自動試験装置)に組み込めるモデルも用意されており、外部制御することができます。
さらに低出力リップル、低ノイズであるため、高精度な電力出力が可能です。
P4K-36シリーズは手のひらに収まるコンパクトさでありながら、36Wという出力を実現した高性能な直流安定化電源です。
電圧は2V~40V、電流は0.1A~4Aの範囲で調整することができます。出力電力は0.2W ~ 36Wです。
微小な電流制御が可能であるため、LEDやELランプの評価試験などに使用されます。
デジタル制御が可能であり、USB/LAN/RS-232C/RS-485/GPIBの通信インターフェースに対応しています。
さらにマスタスレーブ動作により1台の制御PCから複数の電源を制御することも可能です。