リップル電圧・とは?初心者が押さえる基本と身近な例共起語・同意語・対義語も併せて解説!

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リップル電圧・とは?初心者が押さえる基本と身近な例共起語・同意語・対義語も併せて解説!
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高岡智則

年齢:33歳 性別:男性 職業:Webディレクター(兼ライティング・SNS運用担当) 居住地:東京都杉並区・永福町の1LDKマンション 出身地:神奈川県川崎市 身長:176cm 体系:細身〜普通(最近ちょっとお腹が気になる) 血液型:A型 誕生日:1992年11月20日 最終学歴:明治大学・情報コミュニケーション学部卒 通勤:京王井の頭線で渋谷まで(通勤20分) 家族構成:一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹 恋愛事情:独身。彼女は2年いない(本人は「忙しいだけ」と言い張る)


リップル電圧・とは?

リップル電圧とは、電源回路の直流成分に混ざる微小な交流成分のことを指します。家庭用の電源を機器に供給するとき、ACを整流してDCに変換しますが、その過程で完全に直流だけが出るわけではありません。整流や平滑の仕組みの中で、波形に小さな揺れが残ってしまうのです。

この揺れは一般に 横方向の波形のゆらぎノイズ と呼ばれ、リップルと呼ばれることが多いです。リップルの大きさは Vripple(ミリボルト mV 単位が多い)で表され、出力電圧の安定性を表す大事な指標になります。

なぜリップルが起こるのかは、整流後のDC回路に理想的な直流が残らないからです。整流ダイオードの順方向電圧、小さな内部抵抗、負荷の変動、電源の容量などが原因になります。負荷が大きくなったり急に変わると、リップルは大きくなることがあります。

測定と指標

リップルは波形の大きさを測定して評価します。最も一般的な指標は Vripple のピーク・ツー・ピーク値で、通常は出力電圧に対する割合で表します。例として Vripple が 50 mV、出力が 5 V の場合、リップル比は 1% 程度です。実際の機器ではこの値を できるだけ小さく することが望ましいです。

測定方法のポイント

測定にはオシロスコープやリップルメータを使います。オシロスコープのプローブを出力端子に接続し、波形を観察して Vripple のピーク-ピーク値を読み取ります。オフセットがあると正確に測れないため、機器の基準電圧を正しく設定してください。

リップルを減らす方法

リップルを減らすにはいくつかの方法があります。代表的なものを挙げます。

1. コンデンサやフィルタで平滑化:電源ラインの平滑用コンデンサを増やすと、波形の揺れを平らにします。容量が大きいほど抑制効果は高くなりますが、コストやサイズも増えます。

2. レギュレータの使用:線形レギュレータやDC-DCレギュレータを使えば、出力を一定の電圧に保つことができます。特に低リップルのDC-DCレギュレータは携帯機器にもよく使われます。

3. LCフィルタなどの追加:コイルとコンデンサを組み合わせた LCフィルタは特定の周波数のリップルを効果的に減らします。

下の表はリップル関連の基本をまとめたものです。

項目説明
定義直流成分に混ざる微小な交流成分
原因整流の不完全さ、内部抵抗、負荷変動など
影響機器の動作不安定、ノイズ、誤動作のリスク
指標 Vripple のピーク-ピーク値、出力電圧に対する割合
対策コンデンサ平滑、レギュレータ、LCフィルタなど

日常の電子工作では リップル電圧を意識することが大切です。安定したDCが必要な場合には特に重要で、回路の設計段階でリップルの許容範囲を決めておくと安心です。

要点をまとめると、リップル電圧とは直流回路に混ざる微小な交流成分であり、機器の安定動作やノイズの原因になり得ます。測定方法と適切な対策を知ることで、電源設計や修理作業がスムーズになり、結果として機器の信頼性が向上します。

実務的な例として、12VのAC-DCアダプタを使って5Vを取り出す場合、リップルが多少大きくなることがあります。小型のデバイスでは 50 mV 程度が一般的ですが、重要な回路には 数十 mV以下 に抑える設計がされます。


リップル電圧の同意語

リップル成分
直流電圧に重なる、周期的な交流成分のこと。整流後の電源が十分に平滑化されていないときに現れる、電圧の揺れの主な原因となる成分。
リプル電圧
リップル電圧の別表記。直流出力に現れる変動成分を指す言葉として同義に使われる表現。
リップル波
リップル成分が作る波形のこと。出力電圧が上下に振れる波形を指す言い方。
リップル
リップル電圧の略称として使われることがある。直流の上に重なる交流成分という意で使われることが多い。
残留交流成分
直流出力に残っている交流の成分。リップルの正体となる波のこと。
交流成分
電圧の中に含まれる交流の成分。リップルの核となる成分と理解される。
変動電圧
時間と共に大きさが変わる電圧。リップルによって生じる規則的な変動を指す表現。
出力電圧の揺れ
整流後の出力電圧が上下に揺れる現象を表す言い方。
直流の揺らぎ
理論上は一定の直流が、リップルによりわずかに揺らぐことを指す表現。
平滑化不足による電圧変動
電源回路の平滑化が不十分なために出力電圧が変動することを説明する表現。

リップル電圧の対義語・反対語

直流電圧
リップル成分を含まない、ほぼ一定の電圧。実務的には直流源や平滑化後の電圧を指すことが多い。
定常電圧
時間とともにほとんど変化しない、安定した電圧。リップルの影響が小さい状態を表現する言い回し
平滑化済み電圧
リップルを抑えるための平滑化処理(コンデンサ・フィルタ)を経た電圧。実用上はリップルが大幅に低下した状態。
リップル成分ゼロの電圧
リップル成分が全くない、理論上の理想的な電圧状態を指す表現。
リップルなしの電圧
リップル成分が存在しない、または非常に小さい電圧という意味。
無リップル電圧
リップル成分がゼロに近い、あるいは完全にゼロの電圧。
安定した電圧
時間的変動が小さく、外乱にも耐える、ほぼ一定の電圧状態。
理想的な直流電圧
リップルのない完全な直流に近い状態を示す表現。

リップル電圧の共起語

リップル
直流出力に混ざる周期的な波形の変動。電源回路の出力が理想の直流ではなく揺らぐ原因となる成分。
リップル成分
リップルを構成する個別の周波数成分。波形を構成する要素。
ノイズ
不要な信号成分。リップルと混同されることがあるが別物として扱われることもある。
ノイズ対策
ノイズを抑える工夫・部品選定・設計手法全般。
DC成分
出力の直流成分。リップルはこのDC成分を基準に評価されることが多い。
AC成分
交流成分。リップルはこのAC成分によって表される。
平滑化
交流成分を抑え、滑らかな直流を作る工程・回路設計。
平滑化コンデンサ
リップルを低減するために大容量が使われるコンデンサ。
コンデンサ
蓄電・フィルタ用途の受動部品。リップル対策に欠かせない。
電解コンデンサ
高容量・低コストの平滑化用コンデンサ。リップル抑制に有効。
フィルタ回路
リップルを除去する目的の回路全般。
ローパスフィルタ
高周波成分を減らす低通フィルタ。リップル抑制の一部として使われる。
RCフィルタ
抵抗とコンデンサで作る基本的な低域フィルタ。
RC低通
低周波だけを通し高周波を遮断する。
LCフィルタ
インダクタとコンデンサで構成される高性能フィルタ。
整流
交流を直流に変換する過程。
ブリッジ整流
4つのダイオードで構成される整流回路。
ダイオード
電流の流れを一方向に制御する半導体部品。
レギュレータ
出力電圧を一定に保つ回路。リップルを低く保つ役割を果たす。
LDO
低ドロップアウト型のレギュレータ。低入力差でも安定出力を確保し、リップル抑制性が高い。
スイッチング電源
高効率を実現する電源。リップル対策が重要な課題となる。
出力リップル許容値
仕様で定める、認められる最大リップル量。
リップルファクター
リップルの大きさをDC出力に対する比で表す指標。
RMSリップル
リップルの根平均二乗値。大きさの統計的指標。
ピーク-ピークリップ
波形の最大振幅差。測定の際に使われる指標。
周波数成分
リップルを構成する周波数の要素。
ハーモニック
リップルに含まれる高調波成分。
測定方法
リップルを測定する方法。一般にはオシロスコープ等を用いる。
オシロスコープ
波形を時間軸で観察する測定機器。
スペクトラムアナライザ
周波数成分を分析する測定機器。
負荷変動
負荷の変化がリップルの大きさに影響する要因。
入力変動
入力電圧の変動が出力リップルに影響を与える場合がある。
温度係数
温度による部品特性の変化がリップル特性に影響する。
設計指標
リップル関連の目標値・仕様を設計の指針にする指標。
規格/基準
産業規格やデータシートでリップルの許容値が定義される場合がある。
リップル低減
リップルを減らす設計・部品・手法の総称。
リップル抑制
リップルを抑えるための対策。
出力安定性
出力電圧がどれだけ安定しているかの指標。
出力電圧
安定させたい直流の目標電圧。
DC出力
直流成分の出力。
アナログ電源
アナログ回路で用いられる電源。リップル対策が重要な場合が多い。

リップル電圧の関連用語

リップル電圧
電源の直流成分に混ざる周期的な波形成分。整流と平滑の結果として残る、時間とともに変動する電圧のこと。
DC成分
電源の直流部分。リップルの基準となる一定の電圧。
AC成分
交流成分。リップルの交流成分で、周波数と振幅を持つ。
リップル係数
リップルの大きさを評価する指標。通常は Vr(rms) / Vdc で表し、百分率で示されることが多い。
リップル率
リップルの割合を表す指標。リップル電圧をDC成分で割って得る割合のこと。
平滑化
リップルを低減するための処理。コンデンサ、インダクタ、レギュレータなどを用いて交流成分を抑制する。
フィルタ回路
リップルを低減するための回路構成。LCフィルタ、RCフィルタ、πフィルタなど。
コンデンサ
平滑化の主役。電荷を蓄えることでリップルを低減する役割を担う。
電解コンデンサ
大容量の平滑用コンデンサ。リップル抑制に有効だが温度や寿命、極性に注意する必要がある。
全波整流
交流を直流に変換する整流方式の一つ。出力のリップル周波数が高くなり、平滑化がしやすい。
半波整流
もう一つの整流方式。リップルが大きく平滑化が難しい。
レギュレータ
出力電圧を一定に保つ装置。リップルを抑制し、安定したDCを提供する(線形レギュレータ/スイッチングレギュレータなど)。
リップル抑制
電源回路でリップル成分を減らす設計・技術。規格値を満たすように工夫する。
リップル周波数
リップル成分の周波数。全波整流なら入力周波数の2倍、半波整流なら同じ周波数になるなど、回路構成により決まる。
ノイズとリップルの違い
ノイズは広帯域の雑音成分、リップルは周期的で特定周波数を持つ波形成分。

リップル電圧のおすすめ参考サイト


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