2020. 10. 16. 12:33ㆍ전자/커패시터
커패시터는 주파수에 따라 임피던스 값이 변경됩니다.
또한 커패시터 정전용량의 값에 따라 그런 값은 변동됩니다.
이러한 특성으로 커패시터는 회로상 노이즈 제거에 사용할 수 있습니다.
커패시터는 하기와 같은 구조로 나타냅니다.
1. 정전용량 : C
2. 저항성분 : ESR (등가 직렬 저항)
3. 인덕터 성분 : ESL (등가 직렬 인덕턴스)
4. 정전용량과 병렬 : EPR (등가 병렬 저항)
- C와 ESL로 직렬 공진 회로 형성.
- 커패시터의 임피던스는 그림과 같이 V자 형태 주파수 형태.
- 공진 주파수 까지는 용량성이며, 임피던스는 내려감.
- 공진 주파수에서의 임피던스 : ESR 에 의존.
- 공진 주파수 넘어가면 임피던스는 유도성으로 변경.
→ 주파수 높아짐에 따라 임피던스 상승.
→ 유도성 임피던스는 ESL에 의존함.
공진주파수 산출 식.
- C가 작고 ESL이 작은 커패시터 일수록 공진 주파수가 높음.
- 노이즈의 제거에 반영하면, C가 작고 ESL이 작을수록 높은 주파수에서 임피던스가 낮으므로,
고주파 노이즈 제거에 우수합니다.
- 커패시터를 사용하는 노이즈 대책
★ 「교류는 통과하고, 주파수가 높을수록 통과하기 쉽다」는 기본 특성을 이용한 것으로,
예를 들면 불필요한 노이즈 (교류 성분)를 신호 및 전원 라인으로부터 GND로 바이패스 하는 것입니다.
위의 그림은 정전용량이 다른 커패시터의 임피던스 주파수 특성임.
- 용량성 영역 : 정전용량이 큰 쪽이 임피던스가 낮음.
- 정전용량이 작을수록 공진주파수가 높음.
- 유도성 영역 : 정전용량이 작은 쪽이 임피던스가 낮음.
다시 정리하면,
◎ 정전용량과 ESL이 작으면 공진 주파수가 높아져, 고주파 영역에서의 임피던스가 낮음.
◎ 정전용량이 클수록 용량성 영역의 임피던스는 낮음.
◎ ESR이 작을수록 공진 주파수에서의 임피던스가 낮음.
◎ ESL이 작을수록 유도성 영역에서의 임피던스가 낮음.
★ 임피던스가 낮은 커패시터는 노이즈 제거에 우수
★ 임피던스의 주파수 특성은 커패시터에 따라 달라지므로,
노이즈 대책으로서 커패시터를 선정할 때에는, 용량이 아니라 임피던스의 주파수 특성을 바탕으로 선정해야 합니다.