スイッチング電源のEMC設計におけるコンデンサ特性の解析
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認識していますが、スイッチング電源の出力端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。 電源周波数回路のフィルタリングに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 100 Hz、充放電時間はミリ秒オーダーです。 より小さな脈動係数を得るためには、最大で数十万微小ファシリティの静電容量が必要となるため、主に静電容量の向上を目的として低周波製造用に一般的なアルミ電解コンデンサが使用されるのが一般的です。 コンデンサの静電容量、損失正接値、漏れ電流は、コンデンサの長所と短所を区別するための主なパラメータです。
スイッチ安定化電源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達することがあります。 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。 その品質は、そのインピーダンス周波数特性によって測定され、スイッチ安定化電源の動作周波数範囲内で低インピーダンスであることが要求されます。 一方、内部電源には、半導体デバイスの動作開始時に発生するピークノイズが数百kHzに達し、フィルタ効果も高いため、通常の電解コンデンサは低周波用として10kHz程度で使用されることが一般的ですが、そしてそのインピーダンスは誘導性を示し始め、スイッチング電源の使用要件を満たすことができなくなります。
4端子のスイッチ安定化電源専用の高周波アルミ電解コンデンサです。 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れ、コンデンサを通り、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、次にもう一方のマイナス端から電源のマイナス端に流れます。
4端子コンデンサは高周波特性が良いため、出力電圧のリップル成分を低減し、スイッチのスパイクノイズを抑制するのに非常に有利です。
高周波アルミ電解コンデンサは、アルミ箔を短いセグメントに分割し、複数のリード線を並列に接続して静電容量の抵抗成分を低減するマルチコアの形もあります。 同時に、低抵抗材料の使用とリード端子の採用にネジを採用することで、大電流に対するコンデンサの耐量を向上させています。
無誘導コンデンサとしても知られる積層コンデンサは、通常、円筒形のコアを備えているため、等価直列インダクタンスが大きくなります。 スタックコンデンサは本と構造は似ていますが、電流を流すと発生する磁束の向きが逆になるため相殺され、インダクタンスの値が小さくなり、高周波特性が良くなります。 。 このタイプのコンデンサは固定しやすいように角型に作られていることが多く、機械体積も適度に小さくできます。
さらに、両者の長所を併せ持ち、高周波特性に優れた4端子積層型高周波電解コンデンサも用意しています。
