スイッチング電源の設計において、フィルタコンデンサはどのように選択しますか?
50Hzの電源周波数回路で使用される通常の電解コンデンサの脈動電圧周波数はわずか100Hzで、充放電時間はミリ秒程度です。脈動係数を小さくするために必要な静電容量は数十万μFにもなります。そのため、一般的な低周波用アルミ電解コンデンサは主に静電容量を大きくすることが目的であり、静電容量、損失正接値、漏れ電流の向上が図られています。コンデンサの利点と欠点を区別するための主なパラメータです。スイッチモード電源の出力フィルタ用電解コンデンサは、数十 kHz、場合によっては数十 MHz もの鋸歯状電圧周波数を持っています。現時点では、静電容量は主な指標ではありません。高周波アルミ電解コンデンサの品質を測る基準は「インピーダンス周波数」特性であり、スイッチング電源の動作周波数内で等価インピーダンスが低く、半導体から発生する高周波ピーク信号に対するフィルタ効果が良好であることが求められます。動作中のデバイス。
通常の低周波電解コンデンサは10kHzあたりからインダクタンスを示し始めますが、これはスイッチング電源の要件を満たすことができません。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、プラス側のアルミ板の両端がコンデンサのプラス極として、マイナス側のアルミ板の両端がマイナス側として導出されています。電極。電流は 4 端子コンデンサの一方の正端子から流れ、コンデンサの内部を通過して、もう一方の正端子から負荷に流れます。負荷から戻る電流もコンデンサの一方のマイナス端子から流れ、次にもう一方のマイナス端子から電源のマイナス端子へ流れます。
4端子コンデンサの優れた高周波特性により、電圧リップル成分の低減やスイッチのスパイクノイズの抑制に非常に有利です。高周波アルミ電解コンデンサも多芯型となっており、アルミ箔を短いセグメントに分割し、複数の引き出し線で並列接続することで、容量インピーダンスのインピーダンス成分を低減しています。また、リード端子として低抵抗率の材料を使用することで、コンデンサの大電流に対する耐性が向上します。
デジタル回路の安定した信頼性の高い動作を保証するには、電源が「クリーン」である必要があり、エネルギーの補充がタイムリーである必要があります。つまり、フィルタリングとデカップリングが良好でなければなりません。フィルタリングデカップリングとは何ですか?簡単に言えば、チップが電流を必要としないときにエネルギーを蓄積し、電流が必要なときに適時にエネルギーを補充できることを意味します。この責任は DCDC や LDO のものではない、とは言わないでください。はい、低周波を処理できますが、高速デジタル システムは異なります。
