スイッチング電源のEMC設計における静電容量特性の解析
多くの電子設計者は電源におけるフィルタ コンデンサの役割を知っていますが、スイッチング電源の出力で使用されるフィルタ コンデンサは、電源周波数回路で使用されるフィルタ コンデンサとは異なります。 電解コンデンサ、それにかかる脈動電圧の周波数はわずか 100 Hz で、充放電時間はミリ秒程度です。 小さな脈動係数を得るには、数十万マイクロファラッドもの静電容量が必要となります。 したがって、低周波用には通常のアルミ電解コンデンサがよく使われます。 目的は主に静電容量を増やすことです。 コンデンサの静電容量、損失正接、漏れ電流は、コンデンサの長所と短所を識別するための主なパラメータです。
スイッチング安定化電源の出力フィルタリング用の電解コンデンサとして、そのノコギリ波電圧の周波数は数十キロヘルツ、さらには数十メガヘルツにも達します。 その要件は、低周波アプリケーションの要件とは異なります。 静電容量は主な指標ではありません。 良し悪しはインピーダンスと周波数の特性にあり、スイッチング安定化電源の動作周波数帯域で低いインピーダンスを必要とします。 , 優れたフィルタリング効果も得られます。 一般に低周波用に使用される一般的な電解コンデンサは10kHz程度であり、インピーダンスが誘導性を帯び始め、スイッチング電源の要求を満たすことができなくなります。
スイッチング電源専用の高周波アルミ電解コンデンサは4端子です。 プラス側のアルミニウムシートの両端はコンデンサのプラス極としてそれぞれ引き出され、マイナス側のアルミニウムシートの両端もマイナス極として引き出される。 安定化電源の電流は、4端子コンデンサの一方のプラス端から流入し、コンデンサを通過し、もう一方のプラス端から負荷に流れます。 負荷から返される電流もコンデンサの一方のマイナス端から流れ込み、もう一方のマイナス端から電源のマイナス端子に流れます。
四端子コンデンサは高周波特性が良いため、出力電圧の脈動成分を低減し、スイッチングスパイクノイズを抑制するのに非常に有利です。
また、高周波アルミ電解コンデンサは、アルミ箔をいくつかの短いセグメントに分割し、複数のリード線で並列接続することにより、容量性リアクタンスの抵抗成分を低減した多芯形となっています。 同時に、低抵抗材料を使用し、リード端子にネジを使用することで、コンデンサの耐大電流性を高めています。
積層コンデンサは無誘導コンデンサとも呼ばれます。 一般に電解コンデンサのコアは円筒状に巻かれており、等価直列インダクタンスが大きくなります。 積層コンデンサの構造は本と似ています。 オフセットすると、インダクタンスの値が減り、高周波特性が向上します。この種のコンデンサは一般に四角形に作られ、固定が容易で、機械の体積も適切に減らすことができます。
