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技術情報:計測お役立ち情報

高速バイポーラ電源の特長と活用

求められる高性能なバイポーラ電源

リアクタンス性の負荷を駆動するためには、バイポーラ電源が必要です。
しかし、用途によっては、今までのバイポーラ電源では満足できない場面が多くなってきています。
では、どんなときに、どんな性能が必要とされているでしょうか・・・???

 

コンデンサのリップル電流試験でこんな要求 !!

広帯域

スイッチング電源は、スイッチング周波数が高周波化する傾向にあります。
それにともない、出力を平滑化するコンデンサが処理するリップル電流も高周波になっています。

 

 リップル試験で高周波電流を発生させるためのバイポーラ電源は、より広帯域であることが求められます。

 

 

ディスプレイデバイス試験でこんな要求 !!

良好な波形応答、速い立ち上がり

映像をきっちりと映し出すには、ディスプレイデバイスを駆動する信号に余計なものを付け足さないことが重要です。そのためには、駆動するアンプの入力波形と出力波形が相似形でなければなりません。(図A)
波形応答 (ステップレスポンス ) が良好でない場合は、パルス波形にオーバシュートやリンギング (振動) が発生 (図B) します。
この波形の乱れは、電源の周波数帯域と位相特性によって生じます。

図:良好な応答波形 図:オーバーシュートのある応答波形
 ▲図A:良好な応答波形    ▲図B:オーバーシュートのある応答波形

 

さらに、高精度な画像ほど高速な信号ですので、アンプのスルーレートが十分でないと、やはり入力波形とよく出力波形が相似形になりません。これをパルスで見ると、パルス幅に対してパルスの立ち上がり時間が無視できないほどになった場合、矩形波に見えていたパルスは、台形波、さらに三角波へと変形してしまいます。 (図C, D, E)

図:図C 矩形波 図:台形波に変形 図E:三角波に変形
 ▲図C:矩形波    ▲図D:台形波に変形  

 ▲図E:三角波に変形

 

液晶やELのように、リアクタンス性のデバイスを駆動するためのバイポーラ電源は、良好な波形応答と高速なスルーレートが求められます。

 

圧電素子の駆動試験でこんな要求 !!

高電圧、低出力インピーダンス

圧電アクチュエータや超音波モータなどの圧電素子の駆動には、100Vp 前後の高電圧が必要です。また、圧電素子をすばやく動作させるには、高速な立ち上がり信号が必要です。
圧電素子のようなコンデンサ型の負荷の場合、負荷と電源の出力インピーダンスが、ローパスフィルタを形成します。
このローパスフィルタは、パルスの立ち上がりを鈍らせる作用をします。(図F) 普通の広帯域の増幅器は、出力インピーダンスが50Ω (ないしはそれ以上) なので、この作用がより顕著になります。
図:立ち上がりが鈍った波形

▲図F:立ち上がりが鈍った波形

 

圧電素子を駆動するためのバイポーラ電源は、高電圧出力と低出力インピーダンスが求められます。

 

? これらの要求を満たす“バイポーラ電源” は・・・??