JP2017117083A - 回路設計装置、バックアップ電源、回路設計プログラム、およびコンデンサのエネルギー量算出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の一実施形態による回路設計装置は、記憶部と、制御部とを備える。記憶部は、コンデンサの静電容量と、1以上の使用条件とを対応付けて記憶するように構成される。制御部は、1以上の使用条件のうち指定された使用条件におけるコンデンサのエネルギー量を算出するように構成される。制御部は、指定された使用条件と静電容量との対応関係から、指定された使用条件における静電容量を算出するように構成される。制御部は、算出された静電容量を用いてエネルギー量を算出するように構成される。
【選択図】図4
Description
式(1)による従来のコンデンサのエネルギー量計算方法は、コンデンサの静電容量がほぼ一定であることを前提としている。そのため、従来のコンデンサのエネルギー計算方法によって、MLCCのように使用される環境によって静電容量が異なるコンデンサのエネルギー量を算出する場合、算出されたエネルギー量が実際のエネルギー量から乖離する場合がある。たとえばバックアップ電源として必要なMLCCの個数を算出する場合、使用される環境で想定される最も低い静電容量を前提にMLCCのエネルギー量を算出することになる。その結果、必要なMLCCの個数が本来必要である個数よりも多めに算出されてしまう可能性がある。実装面積には限りがあるため、必要なMLCCの個数が増えてしまうと、MLCCを含むバックアップ電源の低背化が困難になってしまう。
図4(b)は、式(2)を用いて、電圧と静電容量との対応関係である図4(a)のグラフ上の各点を、放電された電荷と電圧との対応関係に変換した図である。たとえば、図4(a)における点P1A,P2Aは、図4(b)における点P1B,P2Bにそれぞれ対応する。なお、点P1A,P2Aは例示であり、実際には図4(a)のグラフ上にあるより多くの点の電荷および電圧のデータを用いて、図4(b)のグラフが生成される。放電開始電圧である電圧V1から放電終了電圧である電圧V2まで電圧が降下した場合に、コンデンサから放出されたエネルギー量Eは、図4(b)における斜線部分Sの面積である。すなわち、エネルギー量Eは、図4(b)に示されているグラフを0からQまで積分することにより求めることができる。
一般的に、コンデンサのエネルギー量の計算は、バックアップ電源を含む電子機器の回路設計において行なわれる。以下では、図4に示された計算法によってバックアップ電源に必要なコンデンサの個数を計算する回路設計装置10について説明する。
Claims (11)
- コンデンサの静電容量と、1以上の使用条件とを対応付けて記憶するように構成される記憶部と、
前記1以上の使用条件のうち指定された使用条件における前記コンデンサのエネルギー量を算出するように構成される制御部とを備え、
前記制御部は、前記指定された使用条件と前記静電容量との第1の対応関係から、前記指定された使用条件における前記静電容量を算出し、算出された前記静電容量を用いて前記エネルギー量を算出するように構成される、回路設計装置。 - 前記制御部は、前記第1の対応関係から導かれた、前記静電容量を算出することができる近似式を用いて、前記指定された使用条件における前記静電容量を算出するように構成される、請求項1に記載の回路設計装置。
- 前記記憶部は、コンデンサの特性を特定する1以上の情報を検索キーとして前記近似式が登録されるデータベースを含み、
前記制御部は、前記1以上の情報のうち指定された情報を検索キーとして用いて前記データベースから前記近似式を取得するように構成される、請求項2に記載の回路設計装置。 - 前記1以上の情報は、コンデンサの識別子およびコンデンサが含む材料名のうち少なくとも1つを含む、請求項3に記載の回路設計装置。
- 前記1以上の使用条件は、前記コンデンサに印加される電圧、前記電圧が印加される時間、および前記電圧が印加される温度のうち少なくとも1つを含む、請求項1に記載の回路設計装置。
- 前記制御部は、前記第1の対応関係から導出される、前記コンデンサに印加される電圧と前記コンデンサに蓄えられる電荷との第2の対応関係を用いて、前記コンデンサからの放電が開始してから前記放電が終了するまでの区間において電圧と電荷との積の和を算出することにより、前記エネルギー量を算出する、請求項1に記載の回路設計装置。
- 負荷に電力を供給する主電源からの電力の供給が不可能となる場合に、前記負荷に電力を供給するバックアップ電源であって、
所定の必要エネルギー量を蓄えるための1以上のコンデンサを備え、
指定された使用条件とコンデンサの静電容量との対応関係から算出される前記1以上のコンデンサのエネルギー量の総和は、前記必要エネルギー量を上回り、
前記総和と前記必要エネルギー量との差は、前記対応関係から算出される前記1以上のコンデンサの個々のエネルギー量よりも小さい、バックアップ電源。 - 負荷に電力を供給する主電源からの電力の供給が不可能となる場合に、前記負荷に電力を供給するバックアップ電源であって、
所定の必要エネルギー量を蓄えるための1以上のコンデンサを備え、
前記1以上のコンデンサの個数は、前記所定の必要エネルギー量を、指定された使用条件およびコンデンサの静電容量の対応関係から算出される前記1以上のコンデンサに含まれる1のコンデンサのエネルギー量で割った値以上の最小の整数である、バックアップ電源。 - 前記1以上のコンデンサは、MLCC(Multi-Layer Ceramic Capacitor)からなる、請求項7または8に記載のバックアップ電源。
- コンデンサの静電容量と、1以上の使用条件とを対応付けて記憶するように構成される記憶部と、前記1以上の使用条件のうち指定された使用条件における前記コンデンサのエネルギー量を算出するように構成される制御部とを備える回路設計装置において、前記制御部に前記エネルギー量を算出させるための回路設計プログラムであって、
前記指定された使用条件と前記静電容量との対応関係から、前記指定された使用条件における前記静電容量を算出するステップと、
前記算出するステップにおいて算出された前記静電容量を用いて前記エネルギー量を算出するステップとを前記制御部に実行させる、回路設計プログラム。 - コンデンサの静電容量と、1以上の使用条件とを対応付けて記憶するように構成される記憶部と、前記1以上の使用条件のうち指定された使用条件における前記コンデンサのエネルギー量を算出するように構成される制御部とを備える回路設計装置において、前記制御部において行なわれるコンデンサのエネルギー量算出方法であって、
前記指定された使用条件と前記静電容量との対応関係から、前記指定された使用条件における前記静電容量を算出するステップと、
前記算出するステップにおいて算出された前記静電容量を用いて前記エネルギー量を算出するステップとを含む、コンデンサのエネルギー量算出方法。
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