「基礎解説：コンデンサのタイプごとの特性を理解して適切かつ安全に使用する」(Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)

　「アプリケーションラボ」は、Digi-Key社のご協力をいただいて、Digi-Key社が公開している新製品や技術情報を日本語でご紹介するWebページです。基礎技術から最新技術まで有益な情報を公開していますので、是非ご活用ください。

　今回は、電子部品の中でも基本中の基本と言えるコンデンサの種類と特長について解説した記事をご紹介します。

■基礎解説：コンデンサのタイプごとの特性を理解して適切かつ安全に使用する

　コンデンサは電子回路において、抵抗やコイルと並ぶ重要な受動部品です。コンデンサは二つの導体プレートの間に絶縁体を挟んだ構造をしています。絶縁体を挟んでいるので、電気を通さず何の役にも立たないように思いますが、実際には様々な働きをします。

　コンデンサに電圧をかけると二つの導体の一方には＋電荷、もう一方には－電荷が集まります。すなわち電気を蓄えることができます。この特性のためにコンデンサと名付けられたわけです(ただし、英語ではキャパシタと言います)。また、直流は確かに通さないのですが、交流は通します。それも高周波になるほど通しやすくなります。そのため、コンデンサをバイパスにすれば、高周波成分を多く含むノイズを除去する際にも利用できます。その他、コンデンサはリップルを平滑化したり、電流を瞬時に供給したり、増幅回路の発振を抑えるといった働きにも使用できます。

＜　コンデンサの構造とMLCCコンデンサの外観　＞

　コンデンサは導体プレート間を絶縁体(誘電体)で挟んだだけの構造なので、使用する導体プレートや絶縁体の材質、また挟む構造などにより様々な種類があります。外形サイズや容量、周波数特性、温度特性などに優劣があるので、使用する際にはそれぞれのコンデンサの特長を十分に理解しておく必要があります。【アプリケーションラボ】では、コンデンサの構造ならびに種類とその特長について詳しく解説しています。

　現在の電子回路は半導体に集約され、プリント基板に搭載される電子部品の数は減る傾向にあるのですが、スマートホンや自動車における需要が急速に伸びているため抵抗やコンデンサの生産量は増えています。コンデンサの場合、種類は多いのですが、現在生産されるコンデンサの8割はMLCC(Multilayer Ceramic Capacitors、積層セラミックコンデンサ)であると言われています。

　MLCCは、セラミックを絶縁体としたコンデンサで、0603(0.6mm×0.3mm)という超小型で表面実装タイプの製品が主流になっています。

　ここで解説されているデバイスは、マルツオンラインのウェブサイトで購入できますので、是非参考にしてください。

100pF積層セラミックコンデンサ 【GCM1885C2A101JA16】　37.5円
100pFフィルムコンデンサ 【ECH-U1H101JX5】　67.15円
10μFアルミポリマーコンデンサ 【A758BG106M1EDAE070】　71.43円
10μF酸化ニオブ電解コンデンサ 【NOJB106M010RWJ】　87.15円
100pFマイカコンデンサ 【MC12FD101J-F】　540.26円

　下記の2本の解説記事も同時に公開しました。合わせて参考にしてください。

■産業用/科学用アプリケーション向けにHeNeレーザーを使用する理由とその方法

　レーザーはミクロレベルの測定やセンシングに使用されます。ここでは、レーザーの種類と仕組みについて紹介し、最も広く使用されているヘリウムネオンガスレーザーの機能と動作、使い方などを解説します。

■CANバスを信頼性高く動作させるための電源と信号の絶縁の実装方法

　車載用や産業用システムでは、CANバスにより相互に接続されたコントローラが重要な役割を果たすようになっています。ここではCANバスにおいて障害が発生しないように、電源と信号を絶縁する方法について解説します。

　マルツエレックではさまざまな「ものづくりサービス」をご提供していますが、マルツオンラインのTOPページのリニューアルに合わせてご相談窓口をよりわかりやすく一新いたしました。学校などにおいて実験装置や電子教材を作りたいというご要望や、企業などでも新製品の試作や量産の計画などがございましたら、マルツエレックの「ものづくりサービス」を是非ご検討ください。

　電子回路の設計事例としては、

・電源回路/同期整流回路/インバータ回路
・モーター制御回路
・センシング回路
・2次電池アプリケーション回路
・LEDドライブ回路
・メガソーラーシステム回路

などがあります。その他の回路設計についてもご要望にお応えいたします。

＜　充電機能付き出力48V電源回路基板　＞

　マルツエレックが実際に行ったものづくり事例として、「充電機能付き出力48V電源回路基板」をご紹介します。上に示したのは、通信機器や車載電源、PoE用電源などで使用されるDC48Vを出力できる電源回路基板で、AC電源がない環境でも使用できるように、Li-Po(リチウムイオンポリマー)電池(1セル)やリチウムイオン電池(1セル)を12個接続し、充電しながら48Vを出力することができます。

　この充電機能付き出力48V電源回路基板の特徴は、

・DC5VのACアダプターによる入力で、充電回路と昇圧回路が稼働
・Li-Poとリチウムイオン電池1セルを12セルまで充電可能
・Li-Poとリチウムイオン電池を入力源として、DC48Vを安定的に出力

となっていて、上記の機能をベースにカスタマイズすることもできます。

　マルツエレックでは回路設計だけでなく、部品の調達や基板の製造と実装、ハーネスやケースの加工まで行っています。マルツオンラインのTOPページにあるご相談窓口からお申込みいただけます。お客様のご要望に合わせてご相談しやすくなっていますので、お気軽にお問い合わせください。