電子設計 - PCB設計における回路基板コンデンサの役割

PCB設計における回路基板コンデンサの役割

フィルタ機能：電源回路において、整流回路は交流電力を脈動直流電力に変換し、整流回路の後により大容量の電解コンデンサを接続し、その充放電特性（エネルギー貯蔵機能）を利用して整流後の直流電圧を相対的に安定した直流電圧に変化させる。実際には、回路の各部の電源電圧が負荷の変化によって変化するのを防ぐために、通常、電源の出力端と負荷の電源入力端に数十~数百マイクロ法の電解コンデンサが接続されている。大容量電解コンデンサは通常一定のインダクタンスを持つため、高周波とパルス干渉信号を効果的にフィルタ除去することができないため、高周波とパルス干渉をフィルタ除去するために、両端に0.001-0.lpFの容量を持つコンデンサを並列に接続する。

結合：低周波信号伝送と増幅過程において、前後の回路の静的動作点相互作用を防止するために、よく容量結合を使用する。信号中の低周波成分の過度な損失を防止するために、通常はより大きな容量が使用される。大型電解コンデンサ。

電解コンデンサのよくある故障の判断方法

電解コンデンサのよくある故障としては、容量減少、容量消失、破壊短絡、漏電がある。容量の変化は、使用中または放置中に電解コンデンサ内部の電解質が徐々に乾燥することに起因し、破壊と漏洩は、通常、印加電圧が高すぎたり、品質が悪かったりすることに起因する。電源コンデンサの品質を決定するために、一般的にはマルチメータの抵抗分布を用いて測定する。

具体的な方法は：コンデンサの2つのピンを短絡放電し、マルチメーターの黒ペンを電解コンデンサの正極に接続する。赤色試験リードを負極（アナログマルチメータの場合、デジタルマルチメータを使用して測定すると試験リードは相互に調整される）と正常時間表に接続します。

針はまず低抵抗の方向に揺動し、それから徐々に無限大に戻るべきだ。手の振れが大きいか、戻り速度が遅いほど、キャパシタの容量が大きくなり、逆もまた、キャパシタの容量が小さくなります。計器の針が中央のどこかで変化しなくなった場合は、コンデンサが漏れていることを示します。抵抗値が小さいかゼロの場合は、キャパシタが故障して短絡していることを示します。マルチメーターに使用される電池電圧は通常低いので、低耐圧コンデンサを測定する際により正確になります。コンデンサの耐圧が高い場合、測定は正常であるにもかかわらず、高電圧を加えるとリークや衝撃が発生する可能性があります。摩耗現象

PCB回路設計における電解コンデンサの使用上の注意

電解コンデンサには正極性と負極性があるため、回路に使用する際に逆さまに接続することはできない。電源回路では、正電圧が出力されると、電解コンデンサの正極が電源の出力端子に接続され、負極が接地される。負電圧が出力されると、負電極が出力端子に接続され、正電極が接地される。ろ過効果が大幅に低下した。一方、電源の出力電圧が変動する一方で、抵抗と同等の電解コンデンサが逆通電により発熱する。逆方向電圧が一定値を超えると、コンデンサの逆方向ドレイン抵抗が変化します。これは非常に小さくなければなりません。これにより、コンデンサは通電操作直後に過熱により破裂し、破損することになります。

電解コンデンサの両端に印加される電圧は、許容される動作電圧を超えてはならない。実際の回路を設計する際には、具体的な状況に応じて一定のマージンを残し、PCB定電圧電源を設計しなければならない。

フィルタコンデンサを使用する場合、交流電源電圧が220 ~であれば、トランス二次の整流電圧は22 Vに達することができる。この場合、耐電圧25 Vの電解コンデンサを選択することは、通常、要求を満たすことができる。

しかし、交流電源の電圧変動が大きく、250 V以上に上昇する可能性がある場合は、耐電圧が30 V以上の電解コンデンサを選択することが望ましい。

電解コンデンサは、熱によって電解液が乾燥するのを防ぐために、回路内の高出力PCB加熱素子に近接してはならない。

正極性及び負極性信号のフィルタリングには、非極性キャパシタとして同じ極性を有する直列電解キャパシタを2つ使用することができる。

キャパシタハウジング、補助リード端子は、正極、負極、および回路基板から完全に分離されている必要があります。