なぜ両極性アルミ電解コンデンサは交流回路に使用できない？

最終更新日 2023年09月07日

アルミ電解コンデンサに関する資料を見ていると、有極性アルミ電解コンデンサはもちろんですが、両極性アルミ電解コンデンサでも交流回路に使用できないという記載が見られます。

例えば、 アルミニウム電解コンデンサの概要 - Nichicon には以下のとおり書かれています。

コンデンサは有極性です。逆電圧または、交流電圧が掛からないかを確認してください。極性が反転する回路には両極性コンデンサをお選びください。ただし両極性コンデンサも、交流回路には使用できません。

交流回路も極性が反転する回路であり、両極性アルミ電解コンデンサであれば交流回路に使用できそうですが、他の資料を見ても使用できないと書かれています。

なぜ使用できないのか理由も書かれていれば納得できますが、 アルミ電解コンデンサの特徴と使い方 | Sifoen には、以下のとおり書かれています。

極性の不安定、不明確な回路用です。
交流回路では過大リプル電流が流れたことと同じ状況となるため、内部で急激なガス発生があるとともに発熱し、内圧上昇で圧力弁作動や封口部からの電解液漏れ、また最悪の場合には爆発や発火に至る場合があります。

リプル電流とは何か。 コンデンサの許容リプル電流とは何ですか。 | よくある質問 | TDK プロダクトセンター には、以下のとおり書かれています。

コンデンサに電圧の変動を加えると、それに応じて充放電電流がコンデンサに出入りします。 このコンデンサに出入りする電流をリプル電流と呼びます。

物理等に出てくるコンデンサには抵抗はありませんが、実際のコンデンサには抵抗があります。以上を参考にすると、アルミ電解コンデンサを交流回路で使うと、電圧の変動が激しく流れるリプル電流が大きくなるので、アルミ電解コンデンサにある抵抗が異常に発熱すると考えられます。

アルミ電解コンデンサ内部には電解液があり、熱により電解液が蒸発しガスが発生して内圧が上昇し、圧力弁が作動し電解液が漏れ、さらには最悪爆発や発火に至り危険なので、交流回路では使用できないとしていると思われます。

電圧の変化が大きいほど、周波数が高いほどリプル電流が大きくなり、発熱量も大きくなると考えられます。また、アルミ電解コンデンサは製品によって耐熱性が異なると考えられます。

電圧の変化が小さく周波数が低い交流回路で、耐熱性に優れたアルミ電解コンデンサを使えば安全のような気がしますが、条件次第では安全になるかどうかは不明です。安全第一なら、交流回路ではアルミ電解コンデンサを使わない方が良いと思います。

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