Quali sono alcuni dei motivi per collegare i condensatori in serie?


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Di solito o si combinano condensatori in parallelo perché si desidera aumentare la capacità totale mentre si montano i componenti in una determinata forma / posizione, oppure si combinano semplicemente condensatori acquistando un singolo condensatore di valore maggiore.

La combinazione di condensatori in serie riduce la capacità totale e non è molto comune, ma quali sono alcuni usi possibili per esso? Non dovrebbe essere usato per aumentare la tensione nominale, ad esempio, poiché non è possibile garantire che il centro sarà a metà della tensione CC del totale, senza usare resistori di spurgo.

Risposte:


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L'ho visto solo per aumentare la tensione. Su alcuni front-end di alimentazione (conversione CA / CC) con un duplicatore di tensione i condensatori sono in parallelo a bassa tensione e in serie ad alta tensione. Questo funziona bene poiché per una potenza costante la corrente è doppia alla tensione più bassa.

Come accennato, sono necessarie resistenze di bilanciamento.


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In un'applicazione automobilistica ho visto due condensatori ceramici in serie per aumentare la sicurezza contro i cortocircuiti. In casi estremi un corto potrebbe accendere un fuoco e ho sentito che era successo almeno una volta.


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Ho dovuto fare qualcosa di simile quando ho ottenuto un prodotto elencato UL. Il loro test di "fallimento dei componenti" includeva vedere cosa sarebbe successo se un condensatore interno non fosse riuscito a raggiungere un punto morto. (Test completamente irrealistico, ma UL è un pignolo per le regole e le benedice per questo. Quindi la sorgente di 50.000 amp è stata messa in corto circuito direttamente su due diodi da 100 A. Sì, la fiamma è sfuggita alla scatola.) Al fine di superare il test senza richiedere costosi fusione esterna, mettiamo due tappi in serie. In questo modo, se uno corto, il bus DC stesso non è in corto. Ovviamente, un altro modo per aggirare questo è semplicemente tenere la fiamma nella scatola.
Stephen Collings,

@StephenCollings Sono curioso di sapere perché dici che è un test non realistico. È a causa del tuo circuito specifico o in generale? Ho visto un condensatore di bypass ceramico fallire in breve. Era quasi impossibile trovarlo senza una termocamera. La corrente era limitata dal PS, quindi il cappello stesso non è andato in fiamme.
horta,

Nel mio caso si trattava di cappellini di film autorigeneranti. Certo, è più probabile che la ceramica sia più corta.
Stephen Collings,

"Laddove la tensione non è un problema, due condensatori in serie possono consentire di cortocircuitare uno in sicurezza: una tecnica utile quando si aggiunge un condensatore di bypass che riduce il rumore tra terra primaria e secondaria." ieee.li/pdf/essay/...
endolith

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Un altro motivo quando fatto nei progetti di produzione è quello di ridurre la distinta base. Se il tuo design ha un carico di 100 nF ma ha bisogno di una ~ 50 nF, spesso è più economico usare due 100 nF in serie a causa della quantità in cui stai acquistando i 100 nF e riduce anche i tempi di installazione pick / place.


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A volte vedi elettrolitici collegati in serie, con direzioni di polarizzazione opposte. In altre parole, un cappuccio sarà sempre polarizzato in avanti, indipendentemente dalla tensione applicata esternamente. Credo sia così che si arriva alla situazione di avere un condensatore "elettrolitico non polarizzato".

azione supplementare -

risulta che quelli che potrebbero sembrare due elettrolitici ordinari non sono, in effetti, due elettrolitici ordinari . Nonostante la strana somiglianza con questo, è molto probabile che anche i dispositivi che ho visto abbiano altre proprietà.

Quindi la morale della storia è che, se vedi quelli che sembrano due elettrolitici attaccati uno contro l'altro, è altamente probabile un elettrolitico "NP", ma non provare a crearne uno da solo con un normale elettrolitico. (Un po 'come "non puoi creare un BJT da due diodi")

vivi e impara, vero? ecco perché amiamo tutti i nostri cambi di stack. grazie a Kortuk per l'apertura degli occhi.


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No, non farlo. Funzionerà anche come condensatore, ma una volta passati alcuni volt farà esplodere l'isolante.
Kortuk,


@kortuk: penso che sia pazzo, perché se uno è sempre prevenuto, uno è sempre inverso, ma ti dico che ho visto questo genere di cose venduto commercialmente - forse c'era qualcos'altro. prima era in un circuito di crossover audio.
JustJeff,

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"Sono disponibili condensatori speciali progettati per il funzionamento in CA, generalmente indicati come" non polarizzati "o" NP ". In questi, gli strati di ossido a tutto spessore sono formati su entrambe le strisce di alluminio prima dell'assemblaggio. Sulle metà alternate di i cicli CA, l'una o l'altra delle strisce di alluminio agiscono come un diodo di blocco, impedendo alla corrente inversa di danneggiare l'elettrolita dell'altro. In sostanza, un condensatore CA da 10 microfarad si comporta come due condensatori CC da 20 microfarad in serie inversa. "
endolith,


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I commenti di Kortuk qui sono la prima volta che ho sentito che mettere due condensatori elettrolitici identici uno contro l'altro è "molto rischioso".

I seguenti riferimenti sembrano contraddire Kortuk:

  • "condensatori elettrolitici ... I dispositivi non polari (o bipolari) possono essere realizzati utilizzando due anodi anziché un anodo e un catodo, oppure uno potrebbe collegare insieme i lati positivi o negativi di due dispositivi identici, quindi gli altri due terminali formerebbe un dispositivo non polare ". - http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-c04-electr-cap.htm

  • "puoi sostituire due elettrolitici regolari in serie ... con le loro estremità negative unite nel mezzo. ... in effetti, è quello che troverai se apri un vero condensatore non polarizzato." - Charles Platt. "MAKE: Electronics: Learning Through Discovery". O'Reilly Media, Inc., 2009. p. 249. (estratti disponibili su http://books.google.com/ ).

  • "Un argomento comune riguarda la possibilità o meno di creare un condensatore non polarizzato mettendo due elettrolitici polarizzati uno contro l'altro. La gente lo fa da anni, senza che io lo sappia." http://my.execpc.com/~endlr/electrolytic.html

Naturalmente, il condensatore esploderà (o no), indipendentemente dal modo in cui vota la maggioranza. A volte il perdente ha ragione.


Penso che questo sia simile al LED come un problema a diodi, fintanto che rimani a 5 V o inferiore stai bene, nel mio lavoro utilizziamo 24 V (industriale) e il mio collega non ha ascoltato. Quelle 8 schede LED costano molto da sostituire se sono certificate per applicazioni mediche.
Kortuk,

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I LED funzionano bene come normali diodi a 220 V se in serie con circa 100k. Si guastano intorno a 100 V, ma la corrente è troppo bassa per causare danni seri (almeno non tra alcuni giorni).
jpc,


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L'ho mai fatto solo per aumentare la tensione nominale e stavamo usando grandi supercondensatori. Erano classificati a 2,7 V e volevamo 5 V, quindi ci siamo collegati in serie. Abbiamo acquistato un bel controller di ricarica, che ha fatto il lavoro assicurando che entrambi avessero la stessa carica, caricandoli in parallelo.

Credo che abbia ridotto la nostra capacità a ~ 25 Farad, ma l'ESR era <.1 ohm.


Qual è l'ESR totale di una connessione in serie di (super) tappi? ESR1 + ESR2? La tua ultima frase implica che la connessione in serie ha migliorato l'ESR?
alexei,

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Ho usato dieci supercaps 3.3F classificati a 2,7 V in serie per costruire un condensatore buffer per una locomotiva a controllo digitale di una ferrovia modello da giardino. Questo lo fa funzionare molto meglio su tracce o switch sporchi. La tensione nominale è di 24 V.

Per la prima versione ho usato uno schema proposto da qualcun altro, che non equilibra la tensione. C'è comunque un resistore 3k3 per scaricarlo in alcuni minuti, per evitare sorprese.

Il secondo utilizzerà una resistenza dell'1% 330 per condensatore per bilanciare la tensione, vedremo se c'è una differenza nella longevità.


questo è sostanzialmente lo stesso della risposta di Kortuk
endolith

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Per fare un railgun =)

Il collegamento in serie aumenta la capacità di tensione (aggiungere limiti di tensione di tutti i tappi in serie).


Un railgun non li vuole tutti in parallelo per l'alta corrente?
endolito

Non credo? "I condensatori sono assemblati in 8 sotto-banchi cablati in serie, ciascuno contenente 4 condensatori in parallelo, per una potenza nominale nominale di 3200 V, una carica di picco di 3,6 kV e una capacità (misurata) di 3088,3 uF."
endolith

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Per avere robustezza contro i cortocircuiti specialmente i condensatori ceramici che sono collegati alle linee elettriche. Se il condensatore si mette in corto circuito, può bruciare la traccia del PCB o, peggio, può causare un incendio.


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Bene, forse le persone vedono raramente questa configurazione; tuttavia, questo trucco potrebbe essere usato per creare condensatori bipolari ad alta tensione. Se si collegano in serie due condensatori di uguale valore in serie, catodo-catodo e si utilizza solo il conduttore positivo di ciascun cappuccio per collegarsi all'altra parte dei circuiti.

Questo trucco si vede molto spesso nelle apparecchiature audio.

I miei due centesimi.


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Questo è menzionato nelle risposte precedenti.
JRE,
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