コンデンサの直列接続

質問

700Vくらいを整流して無負荷で大体1000Vくらいかかっている回路の、電源平滑回路のコンデンサの直列接続についての質問です。

色々と手持ちの関係があり、次のようにしています。
450V100μ　のコンデンサを、ブリーダー用の100Kと並列にしたものを2本直列にし（900Vの50μという勘定）、さらに電圧が足らないので、手元にあった、250V200μ（220μ）を50kの抵抗と並列にして、これを先の2本直列に、さらに直列に加えています。つまり3本直列。
これで、100μのコンデンサが400Vづつ。200μのコンデンサが200Vをそれぞれ負担して、合計で1000Vを背負う勘定、容量は40μ　と考えています。

それで、定常状態では以上の勘定は間違えなく、特に問題ないと思うのですが、過渡期はどうか　というのが　質問です。
同じ物を３つ、４つ縦につなぐのは問題ないと思うのですが、容量が異なるコンデンサを直列にしているので、特に電圧の低い物を使っている関係上、過渡期にその耐圧を大幅にオーバーするような電圧がかかる　とか言うようなことになると怖い　というのが心です。

経験のあるかた、教えていただけませんでしょうか？
どんな視点で考えたらよいのか、さっぱりわかりません。。。

これじゃあ容量が少ないじゃん　とかいうのはなし。立ち上がり、立ち下がり時の電圧関係について教えてください。

回答No.3

adenak

コンデンサーに充電される電荷は等しくＶ×Ｃなので正確に２００，２００，４００μＦが直列になって居る場合各々４００，４００，２００ｖになりますが、容量的に誤差は避けられず思いのほか容量が少なかった場合には耐圧を超える場合が有りますので、電圧を固定するように並列に抵抗を入れます。
充電の過渡期には前述のように３個のコンデンサーが充電されようとしますが並列接続の抵抗により分圧された電圧に落ち着きますので余程の容量減でもない限り瞬間的に耐圧を超えることはないし、過渡的には定格の耐圧よりも高い電圧（サージ電圧）にも耐えられますので（規格を見て下さい）特に問題は無いと考えます。
電源OFFの放電時はパラに入った抵抗で放電します。負荷が動作している間は負荷側にも流れますが（短時間）容量的には不利になりますが耐圧が足りないときはよく使われる方法です。２個直列が多いですが。
一個で容量と耐圧を満足する物が有ればスペース、配線的にも有利なのは確かですね。

回答No.2

yosifuji20

アンプ作りを長年やってきました。
真空管アンプはもうかなり昔の話ですが何回も作りました。
コンデンサーの直列接続は、平常の状態では電圧の半分（2個直列として）と考えられますが、たとえばプラスの方のコンデンサーのマイナス端子には下のコンデンサーのプラス端子が接続されますが、電源オンの直後ではマイナス側もまだ充電されていないので電位はゼロの場合が起こりえます。下側では上のコンデンサーの電源オン直後には瞬間的な突入電流で抵抗値がゼロに近くなり、したがってほとんどプラスの電圧がそのまま付加される恐れがあります。
同じ容量のコンデンサーでも個体差はあり完全に同じ電流が両方に流れるわけではありません。そのため定常状態になるまでは片方には電源電圧が加わることもあるという前提で考えたほうが良いと思います。
ブリーダー抵抗は中点の電圧を固定しますが、電流突入時のコンデンサーのインピーダンスはブリーダ抵抗よりもかなり小さいくなると考えられ、電源オン時には意味はないのではないかと思います。

補足

ありがとうございます。

いただいた回答で考えてみるきっかけをつかんだように思います。次のように考えてみました。
（１）コンデンサは直列につながっているから、流れる電流は３つとも一緒。例えば1000Vで、抵抗分（チョークなど）が50Ωあるとすると、スイッチ入れた瞬間には20A流れ、時定数1/CRで減少する。これがブリーダー似比べて無視できるようになるまでの期間が課題。
（２）一方各コンデンサの両端の電圧は、20A流れる瞬間にはゼロ（ゼロだから1000Vがショート状態になって20A流れる）。そこから最終値（ブリーダーで分圧される値）に向かって、同じく1/CRで増加する。このとき、上記の課題期間中に耐圧を超える電圧がかかることがあるかどうかが問題。
（３）と考えると、直列につながっているコンデンサには同じ電流が流れているので、どれかひとつのコンデンサの電流だけがぴょこんと跳び上がるようなことはない、つまり電圧は電流の減少に応じて均等に上昇する。容量の異なるコンデンサが直列接続されているような場合も同様で、容量に反比例的に上昇。　と思われます。
（４）爆発して危険　というご経験もいただいていますし、ホームページでもいくつか見たことがあるような気がしますが、このようなことで、回路的には大丈夫と言って良いのではないかと思えるのですが。。。
（５）ならば、20Aも流して良いの？（多分良いと思う）　とか、課題期間にコンデンサの常数が動的に変化するようなことがないか？　そういった積み重ねが、コンデンサの性能劣化を招き（具体的にはおそらく容量の低下）それが為に定常状態での電圧が耐圧を越える。。。　といった部品の問題に帰着されようかと思います。電気を入れた瞬間に、過渡状態でどかんと爆発するような、瞬間的な圧力の上昇はいくら何でも生じないのではないか（つまり爆発するとすると定常状態でじわじわ圧力が上がる）と思い、このようなことを考えました。　もう少し教えていただけませんか？　
（６）ひとつで電圧をカバーできるフィルムコンがあることをはじめて知りました。これが正解でしょうかね。。。

回答No.1

noname#230414

私は813をプレト電圧850Vで使用しています。

平滑コンデンサーは.整流後CH前

東一電機 1200v22μF T-cap/R 7.180円

CHの後

シズキRUZ 1200v47μF 6.480円 2本使用

最初は500Vを直列で使用していましたが,2年位使用して爆発しました。

今は高くなていますが1200V使用しています。

安心して使用するなら高耐圧のコンデンサ-の使用お勧めします。

高いですが，事故の時の真空管の破損考えると,安いです。

http://www.san-ei-denpa.com/