PCBニュース - 回路基板設計におけるコンデンサの役割

コンデンサは貯蔵容器の受動素子である。私たちの生活のあらゆる面にはコンデンサ関連の電子製品が欠かせない。コンデンサはどこにでもあります。すべてはコンデンサの存在によるものです。電気回路における容量の役割を見てみましょう。

コンデンサフィルタリングの役割

フィルタリングはキャパシタの役割において非常に重要な部分である。ほとんどの電源回路基板キャパシタに使用されています。理論的には（つまり、コンデンサが純電気容器であると仮定する）、コンデンサが大きいほどインピーダンスが小さく、通過周波数が高くなる。しかし、実際には、1 uF以上のコンデンサの多くは電解コンデンサであり、そのインダクタンス成分が大きいため、周波数が高いとインピーダンスが増加する。大きな電解コンデンサと並列に接続された小さなコンデンサを見ることがあります。このとき、大容量容器は低周波に接続され、小容量器は高周波に接続される。キャパシタの機能は、高周波を通過し、低周波を遮断することです。容量が大きくなればなるほど、低周波を通過することが容易になり、容量が小さくなればなるほど、高周波を通過することが容易になる。特にフィルタリングに用いられ、大容量キャパシタは低周波をフィルタリングし、小容量キャパシタは高周波をフィルタリングする。

一部のネットユーザーはフィルタコンデンサを「池」にたとえている。コンデンサの両端の電圧は突然変化しないため、コンデンサは池のようなものだと生き生きと言う。池の水は数滴の水の添加や蒸発によって変化しないからだ。電圧の変化を電流の変化に変換し、出力電圧をバッファリングします。濾過は充電と放電の過程である。出力電圧の安定化に寄与する。

基板コンデンサバイパスの役割

バイパスコンデンサの主な機能は交流分流器を生成することであり、つまり、高周波と低周波の混合された信号が増幅器で増幅されるとき、ある段を通過するときに低周波信号を次の段に入力するだけで、高周波信号を許可しないことが要求され、段の入力端子に適切なサイズの接地電気容器を追加することで、高周波信号はこのコンデンサを通じて容易に迂回することができます（これはコンデンサの高周波へのインピーダンスが小さいためです）、低周波信号はコンデンサによるものです。インピーダンスが大きく、次のレベルに増幅されます。

コンデンサデカップリングの役割

「デカップリング」は「デカップリング」とも呼ばれます。デカップリングキャパシタは信号出力端子に接続されている。この2種類のコンデンサはいずれも干渉防止の役割を果たしている。まず、回路におけるデカップリングコンデンサの役割についてお話ししましょう。

デカップリングキャパシタは、相互結合干渉を回避するために駆動回路電流の変化を満たすために電池として機能する。バイパスキャパシタとデカップリングキャパシタを組み合わせることで、より理解しやすくなります。バイパスキャパシタは実際には脱結合されているが、バイパスキャパシタは一般的に高周波バイパスを指し、すなわち高周波に低インピーダンス放電経路を提供する。高周波バイパスキャパシタは一般的に比較的小さく、デカップリングキャパシタは一般的に大きく、これは回路中の分布パラメータと駆動電流変化の振幅に基づいて決定される。

バイパスは入力信号中の干渉をフィルタ対象とし、デカップリングは出力信号の干渉をフィルタ対象とし、干渉信号が電源に戻るのを防止する。これは彼らの本質的な違いであるべきだ。

蓄電エネルギーにおけるコンデンサの役割

エネルギー貯蔵といえば、まず電池が思い浮かぶが、コンデンサが集めたのは電荷が物理反応であり、電池は分解化学反応である。一般的な容量貯蔵器に磁化器、容量溶接機などがある場合、高電圧、高電流を流すことができる。エネルギーを蓄積するためにコンデンサを使用する場合、通常は、大きな電気容器または複数の並列された小さなコンデンサからなるコンデンサ群が使用される。必要に応じて比容量と耐電圧を選択しなければならない。

容量結合の役割

容量結合は「電界結合」とも呼ばれる。結合とは、第1段から第2段への信号伝送プロセスを指す。通常、指定されていない場合は、通常、AC結合を指します。

回路の観点から見ると、常に駆動電源と被駆動負荷に分けることができます。負荷容量が相対的に大きい場合、駆動回路は容量を充電して放電しなければ信号ホッピングを完了できない。上昇エッジが相対的に急峻な場合、電流が相対的に大きいため、駆動電流は大きな電源電流を吸収する。インダクタンスと抵抗（特にチップピン上のインダクタンスは跳ね返る）。通常の場合と比べて、この電流は実際にはノイズであり、前の段階の正常な動作に影響を与えます。これが結合です。

容量共振の作用

キャパシタと他の受動素子との間に生じる電圧と電流の変化は、実際にはキャパシタの充電と放電の特性を利用している。一般に、キャパシタは並列共振と直列共振があり、共振キャパシタの直列並列結合によってノッチフィルタなどのエンジニアリング用途のためのフィルタに組み合わせることもできる。

コンデンサの作用時定数

時定数とは、遷移反応の時間経過を表す定数を指す。物理量が最大値から最大値の1/eに減衰するのに必要な時間を指します。コンデンサにおける時定数はRC回路において一般的である。入力端子に入力信号電圧が印加されると、コンデンサ（C）上の電圧は徐々に上昇する。充電電流は電圧が高くなるにつれて減少する。抵抗（R）及び容量（C）を通過する電流特性は、式により記述される：i=（V／R）e-（t／CR）

以上はPCB基板設計におけるコンデンサの役割の紹介である。IpcbはPCBメーカーやPCB製造技術にも提供されている