フィルムコンデンサの基礎知識

種類	アルミ電解コンデンサ	セラミックコンデンサ	フィルムコンデンサ
弊社取扱いメーカー	日本ケミコン株式会社	日本ケミコン株式会社	株式会社タイツウ

主な特徴

• 無極性　⇒　無極性のためAC入出力回路(ノイズフィルタ)やLC共振回路などに使われます。
• 絶縁抵抗が高い　⇒　漏れ電流が小さい(電荷保持に優れる)
• 低ESR　⇒　高周波特性が良好
• 高い定格電圧　⇒　アルミ電解コンデンサは600V程度まで。フィルムコンデンサは1000V以上の製品もあります。
• 印加電圧、温度に対する静電容量の変化が小さい
• 高信頼性、高寿命　⇒　蒸着電極タイプのセルフヒーリングや保安機構

フィルムコンデンサの構造と材料について

電極

箔電極タイプはAl、Sn、Cuなどの金属箔を誘電体のプラスチックフィルムを重ねてロール状に巻いて構成されます。蒸着電極タイプはAl、Znなどの金属を誘電体のプラスチックフィルムに蒸着させて内部電極を形成したものです。近年では蒸着電極タイプが一般的です。箔電極タイプと比べて蒸着電極タイプは蒸着膜が薄いため高容量化しやすく小型化を実現できます。また蒸着電極タイプはセルフヒーリング機能(自己回復)に優れ、絶縁破壊(ショート故障)した場合でも故障個所がオープン状態になることによりコンデンサとしての機能を回復することができる優れたコンデンサですが、電極蒸着箇所をパターンニングすることによりヒューズ機能を構成(保安機構)することができ、万一絶縁破壊した場合でもそのセルを切り離すことができ、より高信頼性を実現できる構造にすることも可能です。

蒸着(メタライズ)電極タイプの保安機構

誘電体材料

使用される材料の種類によって特性が大きく変化し、適用される領域も異なってきますが、誘電体材料にはPET(ポリエチレン・テフレタレート)やPP(ポリプロピレン)が一般的に使用されています。PPは絶縁抵抗が高く(漏れ電流が小さい)、低tanΘ(低損失)であるため大電流用途に適しており、PPを使用した製品が一般的になっています。(異なる誘電体材料を組み合わせた複合タイプもあります)

巻回型など構造

工法には巻回型と積層型があり、巻回型は電極材(箔あるいは蒸着)と誘電体のプラスチックフィルムを重ねてロール状に巻いて構成されたもの、積層型は言葉の通り電極材と誘電体のプラスチックフィルムを積層したものです。巻回型は製造が容易であるため現在は一般的です。誘導型は内部電極にリード線を付けて巻き取ったもの、無誘導型は端面にリード線あるいは端子電極を取り付けた構造です。無誘導型は誘導型とくらべて、インダクタンス成分が小さくなり高周波特性にすぐれます。

フィルムコンデンサの応用例と用途

スイッチング電源(フィルタ、DC-Link、共振回路)

産業用インバータ(フィルタ、DC-Link、スナバ回路)

フィルムコンデンサの用途

1. Xコンデンサ：ノーマル(ディファレンシャル)モードノイズ対策
2. Yコンデンサ：コモンモードノイズ対策
3. DC-Link：電圧の平滑化やノイズ対策
4. 共振回路用：LC共振周波数設定用
5. スナバ回路：パワーデバイスのスイッチングノイズ対策

Xコンデンサはノーマルモードノイズの大きさによって静電容量は調整しますが一般的には0.1～10μF程度が使用されます。静電容量が大きいほどインピーダンスが小さくなりノイズ除去能力は高くなりますが、サイズや価格にも影響しますのでそのあたりの考慮も必要になります。Yコンデンサも静電容量が大きいほどインピーダンスは小さくなりますが静電容量が大きいほどアースへの漏れ電流も大きくなってしまうため一般的には1000～4700pF程度が使用され、ノイズに対してはチョークコイルとあわせて検討する必要があります。またXコンデンサ、Yコンデンサは電源ラインのノイズ対策部品として使用されますが、商用電源には漏電や感電のリスクがあるため安全基準が設けられています。

IEC60384-14

漏電による火災や感電などを防止する観点から、商用電源に接続されるコンデンサの耐電圧性や難燃性などの安全性能について定める国際規格。また商用電源ラインには雷サージが印加される可能性があるためサージ耐性クラスが規定されています。

Xコンデンサ

Yコンデンサ