【フィルムコンデンサ】電極と誘電体による『分類』と『種類』のまとめ

フィルムコンデンサは誘電体にプラスチックフィルム(または紙のフィルム)を使用した無極性のコンデンサです。ポリマーフィルムコンデンサとも呼ばれています。

このフィルムコンデンサは電極タイプとプラスチックフィルムの種類によって様々な種類があります。

この記事では各コンデンサを一覧表にし、特徴をまとめました。これから詳しく説明します。

フィルムコンデンサの『分類』と『種類』のまとめ

フィルムコンデンサはまず電極で分類され、金属箔電極と蒸着(メタライズド)電極のものがあります。金属箔電極を使用したフィルムコンデンサはフィルムコンデンサ(プラスチックフィルムコンデンサ)と呼ばれています。また、蒸着(メタライズド)電極を使用したフィルムコンデンサはメタライズドフィルムコンデンサ(メタライズドプラスチックフィルムコンデンサ)と呼ばれています。

さらに各電極において、使用する誘電体の種類によって細かく分類されます。例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)を誘電体に使用したものをPETフィルムコンデンサ、PP(ポリプロピレン) を誘電体に使用したものをPPフィルムコンデンサと呼びます(その他かなり種類があります)。

なお、複数のプラスチックフィルムを複合して作成された複合フィルムコンデンサがあります。

電極による分類

金属箔電極

誘電体であるプラスチックフィルムを金属箔で挟んだ構成となっています。使用される金属は一般的にはアルミニウムです。金属箔電極のフィルムコンデンサは高いサージ電流に対して耐性があります。

蒸着(メタライズド)電極

誘電体であるプラスチックフィルムの上に金属層を重ねた構成となっています。紙に直接、金属を蒸着させて巻き取っています。使用される金属はアルミニウムか亜鉛が一般的です。蒸着電極のコンデンサのことをMP(メタライズドペーパー)コンデンサや金属化紙コンデンサと呼びます。

誘電体による分類

次に誘電体の種類による分類について説明します。有名なフィルムコンデンサは誘電体であるプラスチックフィルムにPET,PP,PPS,PENを使用したものであり、以下に特徴示します。

これから各コンデンサについて説明します。

PETフィルムコンデンサ(Polyester Film Capacitors)

誘電体にポリエチレンテレフタレート(PET: Polyester)を使用したフィルムコンデンサです。PETフィルムコンデンサは金属箔電極と蒸着(メタライズド)電極の両方のタイプがあります。見た目は黄色の角型か丸目の四角となっています。

PETフィルムコンデンサは、別名「マイラコンデンサ」とも呼ばれており、最も一般的なコンデンサです。オーディオ用、タイマICの時定数回路などに使用されています。小型で低価格なのが特徴となっています。耐熱性は良いのですが、耐湿性などその他の特性はPPフィルムコンデンサやPSフィルムコンデンサより劣ります。

PPフィルムコンデンサ(Poly Propylene Film Capacitors)

誘電体にポリプロピレン(PP: Poly Propylene)を使用したフィルムコンデンサです。金属箔電極と蒸着(メタライズド)電極の両方のタイプがあります。

誘電正接(tanδ)が優れており(PETフィルムコンデンサの1/5～1/25)、高周波特性が良い(低ESR)ため、高周波/大電流用途に使用されることが多いコンデンサです。また、絶縁抵抗も高くなっています(PETフィルムコンデンサの約10倍)。さらに、高安全/高耐湿性という特徴を持ってます。

このような利点が多いPPフィルムコンデンサですが、サイズが大きく、高価という欠点があります。ただ、PPフィルムコンデンサは小型化技術が進み、現在はPETフィルムコンデンサよりもPPフィルムコンデンサの方が多く使用されています。

PPSフィルムコンデンサ(Polyphenylene Sulfide Film Capacitors)

誘電体にポリフェニレン・サルファイド(PPS: Polyphenylene Sulfide)を使用したフィルムコンデンサです。PPSフィルムコンデンサは蒸着(メタライズド)電極のものしかありません。

PPSフィルムコンデンサは高耐熱の特徴があるため、表面実装用で使用されていることが多いコンデンサです(リード線タイプのものもあります)。PPSフィルムコンデンサの電気特性はPPフィルムコンデンサに近い特性を示します。また、高周波特性が良い(低ESR)ですが他のフィルムコンデンサと比較して高価です。

PENフィルムコンデンサ(Polyethylene Naphthalate Film Capacitors)

誘電体にポリエチレン・ナフタレート(PEN: Polyethylene Naphthalate)を使用したフィルムコンデンサです。PENフィルムコンデンサは蒸着(メタライズド)電極のものしかありません。

PENフィルムコンデンサは小型で高耐熱の特徴があるため、表面実装用で使用されていることが多いコンデンサです(リード線タイプのものもあります)。PENフィルムコンデンサの電気特性はPETフィルムコンデンサに近い特性を示します。

PSフィルムコンデンサ(Polystyrene Film Capacitors)

誘電体にポリスチレン(PS: Polystyrene)を使用したフィルムコンデンサです。

スチコンと呼ばれることが多いです。PSフィルムコンデンサは形状が独特(円筒形の透明なプラスチック)であるため、見るだけですぐに判断できます。絶縁抵抗が高く、誘電損失が少ないため、主にオーディオ用として使用されていました。ただし、耐圧が高いものが少ないという欠点があります。また、コストが高く、小型化ができないため、ニーズがなく、現在では製造中止となっています(PETフィルムコンデンサに置き換えられているのがほとんどです)。

PTFEフィルムコンデンサ(Polytetrafluoroethylene Film Capacitors)

誘電体にポリテトラフルオロエチレン(PTFE: Polytetrafluoroethylene)を使用したフィルムコンデンサです。

ポリテトラフルオロエチレンはテフロン(Teflon)という商品名で知られています。金属箔電極と蒸着(メタライズド)電極の両方のタイプがあります。PTFEフィルムコンデンサはかなり大きくて高価ですが、温度に対して耐性があり、ESRが非常に低いため、航空宇宙や軍事機器などの高品質の用途に使用されています。

PCフィルムコンデンサ(Polycarbonate Film Capacitors)

誘電体にポリカーボネート(PC:Polycarbonate)を使用したフィルムコンデンサです。PCフィルムコンデンサは金属箔電極と蒸着(メタライズド)電極の両方のタイプがあります。

温度による静電容量の変化が少なく(温度特性が良い)、ESRが非常に低いため、過酷な環境でのフィルタ処理やタイミング回路など、低損失で温度安定性が要求される用途に使用されます。

紙コンデンサ(Paper Capacitors)

誘電体にプラスチックフィルムではなく、含油紙を使用したフィルムコンデンサです。

この紙コンデンサが最初のフィルムコンデンサとなります。誘電体に紙を使用しているため、湿気を吸収します。それが原因となり、時間の経過と共に性能が低下するという欠点があります。また、蒸着(メタライズド)電極の紙コンデンサは自己修復特性を持ちます。

パワーフィルムキャパシタ(Power Film Capacitors)

フィルムコンデンサと同じ構造です。高電力ACおよびDCアプリケーションで使用されます。

複合フィルムコンデンサ

複数のプラスチックフィルムを複合して作成された複合フィルムコンデンサです。例えば、ポリプロピレン(PP: Poly Propylene)と紙を複合したコンデンサがあります。これは、紙コンデンサにPP(ポリプロピレン)と組み合わせることで定格電圧を上げ、性能を改善したものとなります。