PV用DCDCコンバータ開発(39) ノイズ対策は永遠か???

インパルス状ノイズを除去するために、電源ラインにインダクタを追加したり、コンデンサはさんだり、色々と試しつつお勉強してみた。

20130317電源ノイズ002

ロジック回路の場合は、0.1~1μFのパスコンを電源ラインに適当に追加してやればいいっしょ~ それでもだめならさらに増やしてみれば何とかなるって・・・ってないい加減な感覚しか持ってなかったのだが、そんなことでは全然改善しない。。。手ごわい。。。。

コンデンサの周波数特性で、容量通りの機能が働いていないとか。。。当然あるだろうし。。。と、ググってみたら、ありました。

例えばこことか。

http://www.tdk.co.jp/techmag/condenser/200803/index2.htm

第4回 電子回路の隠れた主役 コンデンサの機能(3)「共振回路と発振回路」

・ アルミ電解コンデンサは概ね100kHz程度

・ フィルムコンデンサも概ね同じだけど経年変化に強く発振周波数の決定などの用途に使う

・ セラミックコンデンサは1MHz以上の周波数に使う

とある。共振周波数より上の周波数では、キャパシタ成分ではなく、インダクタ成分が支配的となりノイズを除去することができないようだ。

ところで、インパルス応答の周波数を見てみると、およそ15MHz程度とかなり高い。0.1~1μFでは、共振周波数近辺となり、ノイズ除去は難しいと・・・そのとおりですわ。もう少し小さい0.01μ~1000pF程度で、何とか大丈夫と言うところらしい。

5Vラインに入れても、ちょっと減る程度。どこでノイズがでているかと追っていくと、太陽光パネルからでている直流ラインに既にパルス状ノイズが乗っている。電圧が高いので、耐圧を間違えないように0.1~0.2μFのメタライズドフィルムコンデンサを電源ラインに入れてみると、おお~~~っ!ずいぶんとノイズが減ったぞ。。。フィルムコンデンサは高価なんだけどなぁ。。。でも、背に腹は替えられないので、とりあえず良しとする。

5V電源にも、PICや電流センサの根本に0.01μ~1000pのパスコンを入れると、更にノイズ低減。

ところで、電流センサは。。。と見ると、小さくなったと言っても、ノイズが増幅されてしまっている感じでまだ多少は暴れている。この程度だったら、平均値を使うことで何とか回避できるかな。

今回は、コンデンサの種類と周波数特性のお勉強となりましたとさ。。。

(プロ) 標準型のセラコンにも色々特性があって、それによってf特変わるので、そこも見た方がいいかもしれませんね。

(私) 温度特性とかですね。セラコンの頭に黒色が付けてあるのが一番フラットなCHで、無印がBなんてことを学生時代にアルバイトしていた無線機の設計会社で教えてもらいました。調べてみると、それ以外にも、こんなに種類が定義されているんですね。
http://psearch.murata.co.jp/capacitor/help/jis_temperature.html
コンデンサ|検索項目の説明 | JIS (摘要品を含む) の温度特性| 村田製作所
psearch.murata.co.jp
村田製作所のコンデンサ検索項目のJIS温度特性のご説明です。

(プロ) そうそう、そういうの。あと、「F特」ってぇのがあって、安いんですけど、これは広域が全くダメで、確か10MHz程度で20%くらいになっちゃうはずです。細かい数字、もうあまり覚えていませんけど。B特は、とてもよいです。

(私) もちっと若い頃に勉強しておきたかったと思います。しみじみ。。。

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