コンデンサの直列・並列計算ツール
コンデンサ回路を組み、理想条件での印加電圧と蓄積エネルギーを確認し、コンデンサを1個追加して目標値に調整します。
計算式
各コンデンサの許容差が10%の場合の、等価静電容量の最悪範囲です。
目標の等価静電容量を入力してください。コンデンサを1個追加する場合の理想値と、それに最も近いE系列の値を求めます。
結果は、初期電荷のない理想的なコンデンサに直流電圧を加えた場合のものです。設計確定前に、定格電圧、誘電体のDCバイアスによる容量低下、極性、漏れ電流、ESR、温度、バランス抵抗、故障時のエネルギーを確認してください。
ネットワークガイド
電圧の余裕を確保してコンデンサを組み合わせる
コンデンサを並列につなぐと蓄えられる電荷が増えます。直列では合成静電容量が小さくなる一方、高電圧を分担できます。公称容量だけでなく、各部品に実際にかかる電圧を確認します。
計算方法と前提条件
並列接続では静電容量が加算され、各コンデンサに印加電圧がかかります。直列接続では合成静電容量の逆数が各容量の逆数の和となり、各コンデンサの電荷は等しく、電圧は容量に反比例して分配されます。ツールはQ = C·VとE = ½·C·V²も示します。
確認すべき入力値
接続方式と印加電圧
実際のPCBに合わせて接続方法を選びます。直列では最小容量のコンデンサを確認してください。理想モデルでは、その部品に最も高い電圧がかかります。並列では各部品が印加電圧の全体に耐える必要があります。
実効静電容量と許容差
使用時の電圧、温度、経年劣化を考慮した静電容量を使います。MLCCはDCバイアスで容量が大きく減ることがあります。直列接続では漏れ電流のばらつきも確認してください。
推奨手順
- 1各容量値と、その回路網に実際に印加され得る最大電圧を入力します。
- 2合成静電容量、電荷、エネルギーを回路の機能要件と比較します。
- 3組み合わせを決める前に、各コンデンサの印加電圧、許容差、ディレーティング、電圧バランスを確認します。
検算できる例
12 Vで1 µFと2 µFを直列接続すると、合成容量は0.667 µF、電荷は8 µC、蓄積エネルギーは48 µJです。理想条件で各コンデンサにかかる電圧は、1 µF側が8 V、2 µF側が4 Vです。並列接続では合成容量は3 µF、蓄積エネルギーは216 µJで、各コンデンサに12 Vがかかります。
使用上の注意
このモデルは理想的な静的モデルです。ESR/ESL、突入電流、誘電吸収、漏れ電流、初期電荷はシミュレーションしません。これらは直列接続時の電圧分担を大きく崩したり、高周波特性を変えたりします。
よくある質問
直列接続では電圧が常に均等に分かれますか？
いいえ。理想モデルで実効静電容量が等しい場合に限られます。許容差、漏れ電流、DCバイアス、充電履歴で中点電位が変わるため、バランス抵抗や別途解析が必要になる場合があります。
複数のコンデンサを並列にする理由は？
並列接続で精密な合成容量を得たり、リップル電流を分担したり、異なる種類を組み合わせて周波数特性を改善したりできます。そのうえで各部品のESR、ESL、リップル電流、定格電圧を確認してください。
参考資料
- 計算の根拠：Q = C·V、静電エネルギーE = ½·C·V²、IEC 60063の標準数、および選択したコンデンサのデータシート。
独自の学習資料です。2026年8月20日に技術的な明確さを確認しました。通電や製作の前には、データシート、適用規格、設計内容を必ず確認してください。