알루미늄 전해 커패시터의 에이징 및 회로 내 특성분석

본 문서는 AC-DC 전력 변환기 애플리케이션에 사용된 알루미늄 전해 커패시터의 특성분석에 대해 설명합니다. 이 커패시터 기술이 수명과 관련하여 중요한 이유와 다른 커패시터 기술로 대체할 수 없는 이유에 대해 살펴보고, 커패시터의 다른 에이징 효과에 대해서도 알아봅니다. 그리고 다른 AC-DC 변환기 토폴로지에서 커패시터를 사용하는 방식에 대해 소개합니다. SMPS(Switching-mode Power Supply)의 실무 예제를 위해, 적절한 측정의 수행 이전에 시뮬레이션 회로를 사용하여 커패시터를 자세하게 분석합니다.

본 문서는 알루미늄 전해 커패시터의 기초 정보와 이론을 소개하고 커패시턴스, ESR(등가 직렬 저항), 리플 전류와 같은 중요 커패시터 파라미터에 대해 가능한 측정 항목들을 제시합니다. 여기에는 오실로스코프로 수행할 수 있는 회로 내 측정이 포함됩니다. 정확한 측정값을 얻기 위해 LCR-브릿지를 사용합니다. 두 가지 측정 방법을 비교한 결과를 보여 드립니다. 뿐만 아니라, 회로 내 측정과 브릿지 측정에 필요한 측정 하드웨어에 대해 살펴봅니다.

마지막으로 두 가지 사용수명 계산 방식을 제시하고 실제 예제를 사용하여 각 방법의 장단점을 비교합니다.

모든 측정의 진행을 위해 온도 센서 탑재 커패시터를 포함한 일체의 알루미늄 전해 커패시터 샘플을 제공해 주신 Würth eiSos GmbH & Co. KG의 Frank Puhane님께 감사의 말씀을 드립니다.