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リップル とは / Ripple 


リップルとは

リップル(Ripple)とは、整流回路や電源回路で発生する微小な電圧変動のことです。
理想的な直流電圧は一定ですが、実際の回路では交流成分が残るため、リップル電圧として波形に揺らぎが生じます。


リップルの発生原因

リップル電圧は、主に以下の要因によって発生します。


リップルとノイズの違い

リップルとノイズはどちらも電源回路に現れる電圧変動ですが、以下のような違いがあります。

項目 リップル ノイズ
発生源 整流後の交流成分が残るため 外部からの電磁波やスイッチングによる影響
周波数 電源周波数(50Hz / 60Hz)やその高調波 数kHz~GHzの高周波成分
影響 電源電圧の変動による誤動作 信号品質の低下、通信障害
対策 平滑コンデンサの追加、レギュレーターの使用 シールド、フィルタの使用、適切なGND処理

リップルノイズとは

リップルノイズとは、リップル電圧にノイズ成分が重なったものを指します。
特にスイッチング電源では、高周波スイッチングの影響でリップル成分にノイズが混ざります。

リップルノイズは、以下のような特徴を持ちます。


リップルノイズの低減方法

リップルノイズを抑えるためには、以下の対策が有効です。


リップル電圧の計算

リップル電圧(Vripple)は、以下の式で求められます。

Vripple ? I / (f × C)

コンデンサの容量を大きくすると、リップル電圧は減少します。


リップルの低減方法


リップルフィルタの種類

フィルタの種類 特徴
コンデンサフィルタ 平滑コンデンサを使用し、リップルを減少
LCフィルタ インダクタコンデンサを組み合わせ、高効率でリップルを除去
RCフィルタ 抵抗とコンデンサを使い、高周波成分をカット
アクティブフィルタ オペアンプを用いた高精度なリップル除去

リップルとスイッチング電源

スイッチング電源では、高周波スイッチングによるリップルが発生します。これを低減するために、以下の技術が用いられます。


リップルの測定方法

リップル電圧は、オシロスコープやマルチメータを使用して測定します。


まとめ

リップル電圧は、整流回路や電源回路で発生する電圧変動であり、ノイズとは異なる現象です。
しかし、スイッチング電源ではリップルにノイズ成分が重なる「リップルノイズ」が問題となることが多く、
適切な対策が求められます。

適切なコンデンサ、フィルタ、レギュレーターを使用することで、リップルやリップルノイズを低減し、安定した電源供給を実現できます。







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