電源の効率について
効率は電源の「入力電力に対する出力電力の割合」を表した電源の性能を示す重要なパラメーターです。
高効率であればあるほど、電力を変換する際に生じる消費電力が小さいことを表しており、低損失で発熱の小さい優れた電源になります。
LDO、スイッチング電源の効率は以下の式で算出できます。
効率 η [%] = (出力電力 / 入力電力) ×100
= (出力電圧 Vout × 出力電流 Iout) / (入力電圧 Vin × 出力電流 Iin) ×100 ・・・(式1)
図1. 電源の効率計算で必要なパラメータ
電源効率の計算に必要な測定
式(1)から分かるように、効率を計算するためには入出力電流、入出力電圧の測定値が必要です。
各電圧/電流はマルチメーターを使用して測定しますが、測定対象物から離れた位置で測定してしまうと、ケーブルや配線などによって生じる損失を含んだ値になってしまい計算結果は実際よりも低い効率になってしまうことがあります。
そのため、測定対象物の直近で各電圧/電流を測定することが大切です。
図2. 正しい効率測定の例
図3. 誤った効率測定の例
LDOの効率計算と特徴
LDOの場合、IoutがLDOの自己消費電流よりも十分に大きい時、Iin≒Ioutの関係が成り立ちます。
従って、式(1)は
効率 η [%] = (出力電力 / 入力電力) ×100
= (出力電圧 Vout / 入力電圧 Vin) ×100 ・・・(式2)
と表すことができ、単純に出力電圧と入力電圧の比率が効率になることが分かります。
つまり、LDOは入力電圧と出力電圧の差が大きくなればなるほど、効率が悪くなります。
図4. LDOの効率計算の例
スイッチング電源の効率特性
一方でスイッチング電源はLDOとは異なりIin ≠ Ioutにならず、入出力等の仕様条件によりますが、入力電圧と出力電圧の差が大きくても90%以上の効率を得ることができます。
図5. スイッチング電源の効率例 シミュレーション結果
お問い合わせ
関連技術コラム
関連製品情報

RF製品の電源供給にも使用できるほど低ノイズのスイッチング・レギュレーター
Silent Switcher 3は、低い低周波ノイズと高速な負荷応答特性を実現した最新のスイッチング・レギュレーター技術です。
- Analog Devices, Inc.
- ICT・インダストリアル

ADA4356:設定可能なトランスインピーダンス、電流/ビット・レシーバーµModule
設定可能なTIAとLPF、14ビット125MSPS ADC内蔵の電流入力μModuleです。LVDS出力対応でToF用途に適し、評価ボードも用意されています。
- Analog Devices, Inc.
- ICT・インダストリアル

ADuM36xx:3.0kV rms 6チャンネル・デジタル・アイソレータ
ADuM36xxは3.0kV rmsの絶縁耐圧を持つ6チャンネル高速デジタルアイソレータで、高CMR、低遅延、産業規格対応の堅牢な絶縁ソリューションです。
- Analog Devices, Inc.
- NEXT Mobility
- ICT・インダストリアル
- スマートファクトリー・ロボティクス

LITIX™ 車載用LEDドライバーIC車載照明に最適化された高効率・高信頼のLEDドライバーIC。アニメーションランプ、マトリクスヘッドランプまで幅広く対応。
LITIX™は車載用LEDドライバICファミリーで、定電流制御や診断・保護機能を備え、高効率かつ高信頼で多様な照明制御に対応しています。
- Infineon Technologies AG
- NEXT Mobility

CoolGaN™高効率・高周波・高信頼性を実現するGaNソリューションで、電源設計を革新。
インフィニオンのCoolGaN™は高周波スイッチングと低損失を実現し、サーバー電源や5G基地局、太陽光インバータの効率化と小型化に貢献します。
- Infineon Technologies AG
- NEXT Mobility
- ICT・インダストリアル

音声インターフェイスの要「音源分離」技術の紹介 (アナログ・デバイセズ製品ユースケース)
ネクスティ エレクトロニクスが開発した音源分離システムは、複数の音源から運転手や助手席など特定の話者の音声のみを抽出する事ができます。
- Analog Devices, Inc.
- NEXT Mobility
- ICT・インダストリアル



