投稿では、電源回路のリップル電流とは何か、その原因と、平滑コンデンサを使用してリップル電流を低減または排除する方法について説明しています。

電源回路のリップルとは

すべてのAC-DC電源装置で、DC出力は、AC入力電力を整流し、平滑コンデンサでフィルタリングすることによって取得されます。

このプロセスではACがほぼ純粋なDCにクリーンアップされますが、DCコンテンツ内には常に少量の不要な残留交流電流が残り、DCでのこの不要な干渉はリップル電流またはリップル電圧と呼ばれます。

DCに残っているこの不要なAC含有量は、主に、整流されたDCの不適切なフィルタリングまたは抑制によるものか、電源に関連する誘導性または容量性負荷からのフィードバック信号などの他の複雑な現象によるものか、高周波信号によるものである可能性があります。処理ユニット。

上記で説明した残留リップル係数（ c ）は、技術的には、実際のリップル電圧の二乗平均平方根（RMS）の大きさと、電源出力のDCラインに導入される絶対量の比率として定義され、通常はパーセンテージで表されます。

リップルファクターの表現

リップル係数を表す別の方法もあります。これは、ピークツーピーク電圧値を使用する方法です。また、この方法は、オシロスコープを使用して表現および測定するのがはるかに簡単であるように見え、利用可能な式を使用して非常に簡単に評価できます。

DCのリップル含有量を評価するための式を理解する前に、整流ダイオードとコンデンサを使用して交流を直流に変換するプロセスを理解することが最初に重要になります。

通常、交流を全波直流に変換するために、4つのダイオードで構成されるブリッジ整流器が使用されます。

ただし、整流した後でも、DC内に大きなピークツーピーク電圧（深い谷）が残っているため、結果として得られるDCには大量のリップルが発生する可能性があります。これは、以下に示すように、整流器の機能がACの負のサイクルを正のサイクルに変換するまでしか制限されていないためです。

リップルバレーを示す図

リップルバレーを示す図

整流された各半サイクル間の永続的な深い谷は最大リップルをもたらします。これは、ブリッジ整流器の出力にフィルタコンデンサを追加することによってのみ対処できます。

谷とピークサイクルの間のこの大きなピークツーピーク電圧は、ブリッジ整流器の出力の両端にあるフィルターコンデンサまたは平滑コンデンサを使用して平滑化または補償されます。

フィルタコンデンサの機能

この平滑コンデンサは、リザーバタンクのように機能し、整流された電圧のピークサイクル中にエネルギーを蓄積するため、リザーバコンデンサとも呼ばれます。

フィルタコンデンサは、整流されたピークサイクル中にピーク電圧と電流を蓄積し、同時に負荷はこれらのサイクル中にピーク電力も受け取りますが、これらのサイクルの立ち下がりエッジまたは谷で、コンデンサは蓄積されたエネルギーを即座にキックバックします。負荷は負荷への補償を保証し、負荷はコンデンサなしの実際のリップルと比較してピークツーピークリップルが減少したかなり一貫したDCを受け取ることができます。