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#025 電源 ~パワエレ設計(電解コンデンサの選定)~

スイッチング動作による高周波成分の除去には、LやCのフィルタが必要と#021(スイッチング素子)のところで記載しましたが、その内、コンデンサの選定、特に電解コンデンサについては、以下を考慮する必要あります。

電解コンデンサは、主に直流電圧の平滑に使用されます。選定には、静電容量や耐圧はもちろんのことですが、許容リプルが最も重要になります。
電解コンデンサは、内部抵抗が大きいため、許容リプル電流以上の電流を流すと、損失が増加し発熱が増えます。温度が上昇すると、寿命も縮まります。

許容リプル電流は、発熱量やリプル周波数によっても違いますので、必ずデータシートの補正係数を確認し算出する必要がありますが、実際の電流には、様々な周波数帯の電流が重畳しているため、周波数分離して算出することが難しい場合があります。

その場合は、実波形と使用条件をメーカに連絡して、算出してもらうことも可能です。

次に配置が重要になります。

電解コンデンサは、温度上昇に弱いため、熱が出る部品の近くへの配置はできるだけ避け、かつ熱の対流を考慮した箇所への配置が必要となります。
周囲温度が10℃上昇すると、寿命は約1/2となりますので、周囲温度の低減は、寿命を延ばすことにも繋がります。

最後に、起動時の突入電流を防ぐ対応が必要となります。

電解コンデンサ自身の選定ではありませんが、抵抗とスイッチング素子もしくは、電磁接触器を用いて初期充電回路を設けることが必要です。

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