電気コンデンサ
電気コンデンサは、電場に電気を蓄積する手段です。電気コンデンサの一般的な用途は、電源の平滑フィルタ、AC アンプの段間通信回路、電子機器の電源レールのノイズ フィルタリングなどです。
コンデンサの電気的特性は、その設計と使用される材料の特性によって決まります。
特定のデバイス用のコンデンサを選択するときは、次の状況を考慮する必要があります。
a) コンデンサの静電容量の必要な値 (μF、nF、pF)、
b）コンデンサの動作電圧（パラメータを変更せずにコンデンサが長時間動作できる電圧の最大値）、
c) 必要な精度（コンデンサ容量値のばらつきの可能性）、
d) 容量の温度係数（周囲温度に対するコンデンサの容量の依存性）、
e) コンデンサの安定性、
f) 定格電圧および所定の温度におけるコンデンサの誘電漏れ電流。（コンデンサの誘電抵抗は指定可能です。）
表 1 ～ 3 に、各種コンデンサの主な特性を示します。
表1. セラミックコンデンサ、電解コンデンサ、メタライズドフィルムコンデンサの特性
コンデンサパラメータ コンデンサタイプ 金属化フィルムベースのセラミック電解 コンデンサ容量範囲 2.2 pF ～ 10 nF 100 nF ～ 68 μF 1 μF ～ 16 μF 精度 (コンデンサ容量値のばらつきの可能性)、% ±10 および ±20 -10 および +50 ± 20 コンデンサの動作電圧、V 50 — 250 6.3 — 400 250 — 600 コンデンサの安定性 十分 悪い 十分 周囲温度範囲、OS -85 ～ +85 -40 ～ +85 -25 ～ +85
表2. マイカコンデンサとポリエステルおよびポリプロピレンをベースとしたコンデンサの特性
コンデンサ パラメータ コンデンサのタイプ マイカ ポリエステル ベース ポリプロピレン ベース コンデンサ 静電容量範囲 2.2 pF ～ 10 nF 10 nF ～ 2.2 μF 1 nF ～ 470 nF 精度 (コンデンサ静電容量値のばらつきの可能性)、% ±1 ±20 ±20 コンデンサの動作電圧、V 350 250 1000 コンデンサの安定性 非常に良い 良い 周囲温度範囲、OS -40 ～ +85 -40 ～ +100 -55 ～ +100
表3. ポリカーボネート、ポリスチレン、タンタルをベースとしたマイカコンデンサの特性
コンデンサパラメータ
コンデンサーの種類
ポリカーボネートベース
ポリスチレンベース
タンタルベース
コンデンサ容量範囲 10 nF ～ 10 μF 10 pF ～ 10 nF 100 nF ～ 100 μF 精度 (コンデンサ容量値のばらつきの可能性)、% ±20 ±2.5 ±20 コンデンサの動作電圧、V 63 — 630 160 6.3 — 35 コンデンサの安定性優れた 良好 十分な周囲温度範囲、OS -55 ～ +100 -40 ～ +70 -55 ～ +85
セラミックコンデンサはデカップリング回路に使用され、電解コンデンサはデカップリング回路や平滑フィルタにも使用され、メタライズドフィルムコンデンサは高圧電源に使用されます。
音響再生装置、フィルター、発振器などに使用されるマイカコンデンサー。ポリエステルコンデンサは汎用コンデンサであり、直流電圧回路に使用されるポリプロピレンコンデンサです。
ポリカーボネートコンデンサは、フィルタ、発振器、タイミング回路に使用されます。ポリスチレンおよびタンタルコンデンサは、同期回路や分離回路にも使用されます。これらは汎用コンデンサとみなされます。
コンデンサを扱う際の小さなメモとヒント
コンデンサの動作電圧は周囲温度の上昇とともに低下する必要があり、高い信頼性を確保するには大きな電圧予備を確保する必要があることを常に覚えておく必要があります。
コンデンサの最大連続動作電圧が指定されている場合、これは最大温度を指します (特に指定がない限り)。したがって、コンデンサは常に一定の安全マージンを持って動作します。ただし、実際の動作電圧が許容値の 0.5 ～ 0.6 のレベルであることを保証する必要があります。
コンデンサに特定の AC 電圧制限がある場合、これは (50 ～ 60) Hz の周波数を指します。より高い周波数の場合、またはパルス信号の場合、誘電損失によるデバイスの過熱を避けるために、動作電圧をさらに下げる必要があります。
漏れ電流が少ない大きなコンデンサは、機器の電源がオフになった後も蓄積された電荷を長期間保持できます。より安全性を高めるには、放電回路内のコンデンサと並列に 1 MΩ (0.5 W) の抵抗を接続する必要があります。
高電圧回路では、コンデンサが直列に使用されることがよくあります。それらの電圧を等しくするには、220k0m～1MΩの抵抗を各コンデンサに並列に接続する必要があります。
米。 1 抵抗を使用してコンデンサ電圧を均等化する
セラミックパスコンデンサは非常に高い周波数 (30 MHz 以上) で動作する可能性があります。これらはデバイスのケースまたは金属スクリーンに直接取り付けられます。
無極性電解コンデンサは 1 ～ 100 μF の容量を持ち、次のように設計されています。 実効値テンション さらに、従来の（極性）電解コンデンサよりも高価です。
パワーフィルタ用のコンデンサを選択するときは、充電電流のパルスの振幅に注意する必要があります。これは許容値を大幅に超える可能性があります。たとえば、容量が 10,000 μF のコンデンサの場合、この振幅は 5 A を超えません。
電解コンデンサをデカップリングコンデンサとして使用する場合、その極性を正しく決定する必要があります。このコンデンサの漏れ電流は増幅段のモードに影響を与える可能性があります。
ほとんどのアプリケーションでは、電解コンデンサは交換可能です。動作電圧値に注意する必要があるだけです。
ポリスチレンコンデンサの外側箔層のリード線には、色が付いていることがよくあります。回路の共通点に接続する必要があります。
高周波ではコンデンサの寄生インダクタンスの抵抗が増加し、特性が悪化します。図 2 は、入力のインダクタンスを考慮した簡略化されたコンデンサ等価回路を示しています。
米。2 高周波コンデンサの等価回路
コンデンサの色分け
ほとんどのコンデンサの場合、公称容量と動作電圧が記載されています。ただし、色分けもあります。
一部のコンデンサには 2 行の刻印が付いています。最初の行は、容量 (pF または μF) と精度 (K = 10%、M — 20%) を示します。 2 行目は、許容される DC 電圧と誘電体材料コードを示します。
モノリシック セラミック コンデンサには 3 桁のコードが付いており、3 桁目はピコファラッド単位の容量を得るために最初の 2 つに何個のゼロを付ける必要があるかを示します。
コンデンサの定格を示すカラーコード (288kb)
例。コンデンサコード103は何を意味しますか?コード 103 は、数値 10 に 3 つのゼロを割り当てる必要があることを意味します。そうすれば、コンデンサの静電容量 (10,000 pF) が得られます。
例。コンデンサには 0.22 / 20 250 というラベルが付いています。これは、コンデンサの静電容量が 0.22 μF ± 20% で、250 V の定電圧用に設計されていることを意味します。
