スイッチング電源における電解コンデンサはどのように機能しますか?
スイッチング電源における電解コンデンサの機能には、バイパス、デカップリング、フィルタリング、エネルギー貯蔵などがあります。
1. バイパス コンデンサは、ローカル デバイスにエネルギーを供給するエネルギー貯蔵デバイスであり、電圧レギュレータの出力を均一化し、負荷需要を軽減できます。 小型の充電式バッテリーと同様に、バイパス コンデンサはデバイス内で充電および放電できます。
2. デカップリング: チップ自体の動作によって生成される、チップの電源ピン上のノイズの除去を指します。 デカップリング コンデンサを構成すると、負荷の変化によって発生するノイズを抑制でき、プリント基板の信頼性設計では一般的に行われます。
3. フィルタリング: コンデンサは電圧の変化を電流の変化に変換します。 周波数が高くなるほどピーク電流が大きくなり、電圧が緩衝されます。 フィルタリングは充電と放電のプロセスです。
電解コンデンサは、金属箔（アルミニウムまたはタンタル）を正極とし、これに密着した酸化皮膜（酸化アルミニウムまたは五酸化タンタル）を誘電体としたコンデンサの一種です。 カソードは、導電性材料、電解質 (液体または固体)、およびその他の材料で構成されます。 電解液は陰極の主要部分であるため、電解コンデンサはそれにちなんで名付けられました。 同時に、電解コンデンサのプラスとマイナスの端子を誤って接続しないでください。 アルミ電解コンデンサは、リード線タイプのアルミ電解コンデンサとリードタイプのアルミ電解コンデンサの4つに分類できます。 牛角型アルミ電解コンデンサ。 ボルトタイプのアルミ電解コンデンサ。 固体アルミニウム電解コンデンサ。
注意が必要な事項
1. 電解コンデンサにはプラスとマイナスの極性があるため、電源回路、
正電圧を出力する場合、電解コンデンサの正極は電源出力端子に接続され、負極は接地される。 負電圧を出力する場合は、負極を出力端子に接続し、正極を接地します。
電源回路のフィルタコンデンサの極性を逆にすると、コンデンサのフィルタ効果が大幅に低下し、電源の出力電圧が変動したり、抵抗として作用したりすることがあります。熱が発生しやすくなります。 逆電圧がある値を超えると、コンデンサの逆漏れ抵抗が非常に小さくなり、電源投入直後に過熱によりコンデンサが破裂、破損する可能性があります。
2. 電解コンデンサの両端に印加される電圧は、その許容使用電圧を超えることはできませんので、実際の回路設計時には状況に応じてある程度のマージンを確保してください。 安定化電源のフィルタコンデンサを設計する場合、AC電源電圧が220Vの場合、トランスの2次側の整流電圧は22Vに達することがあります。 このとき、耐圧25V程度の電解コンデンサを選択すれば概ね要件を満たすことができます。 ただし、AC電源電圧の変動が大きく250Vを超える可能性がある場合には、耐圧30V以上の電解コンデンサを選択することをおすすめします。
3. 加熱による電解液の乾燥を防ぐため、電解コンデンサは回路内の高出力発熱体に近づけないでください。
4. 正極性と負極性の信号をフィルタリングする場合、2 つの電解コンデンサを同じ極性で直列に接続する方法は、無極性コンデンサとして使用できます。
