コンデンサ

『Xコンデンサ(Xキャパシタ)』って何?役割や選定方法について!

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この記事では電源ラインの線間に接続するXコンデンサ(Xキャパシタ)の役割や選定方法について詳しく説明します。

Xコンデンサ(Xキャパシタ)って何?

Xコンデンサ(Xキャパシタ)
Xコンデンサ(Xキャパシタ)とは電源ラインの相間(線間)に接続されているコンデンサです。電源ラインの線間を高周波的に短絡することで、雑音端子電圧(端雑)のノーマルモードノイズを低減することが役割となっています。

もう少し詳しく!

コンデンサは周波数が高いほどインピーダンスが小さくなります。そのため、高周波においては、インピーダンスはほぼゼロとみなすことができます。したがって、電源ラインの線間にコンデンサを接続すると、高周波的に線間を短絡することになります。

補足

  • ノーマルモードノイズはディファレンシャルモードノイズと呼ばれています。
  • Xコンデンサは相間コンデンサディファレンシャルモードコンデンサアクロス・ザ・ラインコンデンサとも呼ばれています。
  • 余談ですが、Xコンデンサの容量を大きくすると、特に低域領域(150kHz〜1MHz)のノイズに効果があるという資料を読んだことがあります。

Xコンデンサの選定方法

  • 定格電圧
  • 定格電圧は商用電源の電圧に対して余裕のある値を選定します。

  • 静電容量
  • 静電容量はノーマルモードノイズの大きさによって調整します。

  • サージ電圧
  • 電源ラインに発生するサージ電圧に耐えることができるXコンデンサを選定します。Xコンデンサは商用電源に直接接続しているため、電源ラインに発生するサージ電圧が直接印加されてしまいます。そのため、このサージ電圧に耐えることのできるXコンデンサを選定しなければなりません。Xコンデンサは規格(IEC60384-14)によりサブクラスX1サブクラスX2という分類があり、電源ラインで発生するサージ電圧の大きさによって使用するサブクラスが決められています。例えば、電源ラインのサージ電圧が2.5kVを超える場合にはX1のXコンデンサを使用しなければなりません。サブクラスについては以下の記事で詳しく説明しています。

感電に注意

Xコンデンサ(Xキャパシタ)は感電に注意
Xコンデンサは電源ラインの線間に接続されています。ACプラグを抜いた時にはXコンデンサには電荷が蓄積されており、ACプラグの先端はある電圧を保持しています。この場合、作業者がACプラグを触ることで感電する恐れがあります。

そのため、一定時間以内にXコンデンサの両端電圧をある値まで減らさなければいけません。規格によって定義が様々であり、例えば、「1秒後に45V以下にする(電安法)」だったり、「1秒以内に初期電圧の37%以下にする(IEC60950)」などがあります。したがって、このXコンデンサと並列にブリーダー抵抗を接続して、Xコンデンサに蓄積された電荷を放電することが必要となります。

補足

ACプラグから見た回路の静電容量が0.1uF以下の場合には感電の危険がないため、Xコンデンサの両端電圧を下げなくて良いとしている場合が多いです。

まとめ

Xコンデンサ(Xキャパシタ)の故障
この記事ではXコンデンサの役割、選定方法、Xコンデンサによる感電の危険性を説明しました。また、Xコンデンサは電源ラインの線間に接続してあり、電源ラインーアース間に接続されていないため、Xコンデンサが故障していても感電の恐れはありません。

余談ですが、ノイズにはノーマルモードノイズの他にコモンモードノイズというものがあります。このコモンモードノイズを低減するコンデンサはYコンデンサと呼ばれています。Yコンデンサは電源ラインーアース間に接続されているため、Yコンデンサが故障すると感電の恐れがあります。

この記事を最後までお読み頂きありがとうございました!

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