スイッチング電源のEMC設計におけるコンデンサ特性の紹介
多くの電子設計者は、電源におけるフィルタリングコンデンサの役割を認識していますが、スイッチモードの電源の出力で使用されるフィルタリングコンデンサは、電力周波数回路で使用されているものとは異なります。電力周波数回路でのフィルタリングに使用される通常の電解コンデンサは、100 Hzのみの脈動電圧周波数と、ミリ秒のオーダーでの充電時間と排出時間があります。より小さな脈動係数を取得するには、最大数十万のマイクロファラードの静電容量が必要です。したがって、通常のアルミニウム電解コンデンサは、一般に低周波の製造に使用され、静電容量を主な要因として増加させることを目的としています。コンデンサの容量、損失の接線値、および漏れ電流は、その利点と短所を区別するために使用される主なパラメーターです。
スイッチモードの電源での出力フィルタリングに使用される電解コンデンサとして、その鋸歯状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達する可能性があります。その要件は、低周波アプリケーションの要件とは異なり、静電容量は主な指標ではありません。その品質の尺度は、インピーダンス周波数特性であり、スイッチモード電源の動作周波数範囲内で低インピーダンスを持つ必要があります。同時に、電源の内部については、半導体デバイスによって生成された鋭いノイズが機能し始めているため、適切なフィルタリング効果もあります。一般的に、10キロハーツ頃の低周波数で使用される通常の電解コンデンサの場合、インピーダンスはインダクタンスを示し始め、スイッチモードの電源の要件を満たすことができません。
4つの端子を備えたスイッチモード安定化電源用に特異的に設計された高周波アルミニウム電解コンデンサ。正のアルミニウムプレートの両端は、それぞれコンデンサの正の電極として導かれ、負のアルミニウムプレートの両端も負の電極として導かれます。規制された電源の電流は、4つの端子コンデンサの1つの正端子から流れ、コンデンサの内側を通過し、他の正端子から負荷に流れます。負荷から戻る電流は、コンデンサの1つの負の端子から、次に他の負の端子から電源の負の端子にも流れます。
4つの端子コンデンサには良好な高周波特性があるため、出力電圧のリップル成分を減らし、スイッチスパイクノイズを抑制するための非常に有利な手段を提供します。
高周波アルミニウム電解コンデンサにもマルチコア形があり、アルミニウムホイルをいくつかの短いセクションに分割し、複数のリードアウトピースと並行して接続して、静電容量インピーダンスの抵抗成分を減らします。同時に、低抵抗率材料が使用され、ネジがリードアウト端子として使用され、高電流に耐えるコンデンサの能力を高めます。
非誘導コンデンサとしても知られる積み重ねられたコンデンサは、通常、電解コンデンサの円筒形コアを持ち、その結果、同等の直列インダクタンスが高くなります。積み重ねられたコンデンサの構造は、反対方向に流れる電流によって生成される磁束フラックスがキャンセルされ、インダクタンス値が低下し、より良い高周波特性を持つため、本の構造に似ています。このタイプのコンデンサは、通常、簡単な固定のために正方形の形状で作られており、デバイスのサイズを適切に縮小することもできます。
