Что такое номинальное напряжение переменного тока для конденсатора?

Я думал, что единственное, что имело значение, это абсолютное напряжение на конденсаторе, пробивающем диэлектрик, но есть и такие, которые также имеют номинальное напряжение переменного тока. Что это значит? Почему значение меняется на разных частотах?

Я вижу Vrms против частотных графиков, это уравнение

• $V_{rating} \geq {1 \over k} \cdot V_{PP} + |V_{min}|$

и т.д., но я не уверен, что понимаю это.

Как вы оцениваете конденсатор, если на него будут накладываться постоянный и переменный ток? Например, если я поместил среднее значение 200 В пост. Тока на конденсатор 33 нФ, с наложенным сигналом переменного тока 70 кГц, который иногда достигает 1200 В пост. ), тогда что нужно для постоянного и переменного тока?

Резюме

Основываясь на рекомендациях по выбору конденсаторов для импульсных применений,
требуемое номинальное напряжение может быть неожиданным и раздражающим.

• Номинальное напряжение конденсатора = постоянное напряжение + компонент переменного тока / коэффициент.

• Kfactor зависит от частоты и <= 1. Значение согласно этой таблице (из приведенной выше ссылки).
  При 70 кГц K ~ = 0,35, поэтому составляющая переменного напряжения умножается на коэффициент 1 / 0,35 = 2,9!

• Для полипропилена K ~ ~ = 1,16 - 0,16 x log (f)
  (числовые значения были правильными. Формула была исправлена). (лог 10) - для 10 Гц <f <1 МГц.
  (эмпирически на основе графика ниже)

например,
на 1 МГц умножьте любой компонент переменного тока x ~ = 5
на 100 кГц, умножьте любой компонент переменного тока x ~ = 3
на 10 кГц, умножьте любой компонент переменного тока x ~ = 2

Для этого конкретного примера

• Kf при 70 кГц ~ = 0,35
• Veffective = Vdc + (Vpeak-Vdc) / kf
• = 200 + (800-200) / 0,35 = ~ 2000 Вольт требуется конденсатор !!!

Это более применимо для импульсных применений или переменного тока очень высокой частоты (как в вашем примере), хотя стоит отметить, что при 100 Гц коэффициент масштабирования уже составляет до 80% от значения емкости постоянного тока.

Приведенные вами примеры графиков приведены для полипропиленовой пленки диэлектрика.
Числовые значения зависят от типа диэлектрика.

Причина заключается в том, что диэлектрическая прочность пленки уменьшается с увеличением частоты.

• Объяснение причины, которая не требует известности для применения формул, начинает приобретать глубокие магические и загадочные физические свойства, но, по-видимому, связано с увеличением коэффициента рассеяния с частотой и увеличением вероятности внутреннего коронного разряда с увеличение толщины материала (или «эффективная толщина» с увеличением частоты).

  Этот интересный (или скучный в зависимости от своих интересов) документ «
  Майларовая пленка - информация о продукте» от Dupont Teijin предлагает некоторые сведения о полиэфире / майларе, которые, как можно ожидать, в целом применимы к другим пластмассам. Рисунок 8 показывает увеличение коэффициента рассеяния с частотой (следовательно, снижение сопротивления приложенному напряжению и коронному разряду)

Применение формулы проще, чем понимание причины.

(a) Решение для:
+ ve постоянного напряжения с
+ ve идущим импульсом
или добавленным переменным током, так что Vmin> = 0V.

Это относится к конденсатору со (скажем, + ve) смещением постоянного тока и добавленным + ve идущим импульсом ИЛИ DFC с добавленной формой волны переменного тока, так что V всегда> 0.
Для смещения переменного тока компонентом постоянного тока, так что форма волны все еще пересекает 0 Вольт см. (Б) ниже.

• Рассчитать значение множителя ак на основе частоты.
  Из таблицы K <= 1.
  Это коэффициент снижения мощности для части сигнала переменного тока.

• Расчет минимального напряжения = Vмин

• Вычислить Vpp = Vmax - Vmin.

• Рассчитать эффективное напряжение компонента переменного тока

  Vac эффективен = Vpp / k.
  (Что всегда будет> = Vpp)

• Добавить значения постоянного и переменного тока

  Veffective = Vdc_applies + Vac = Vdc_applied + Vpp / k.

  QED.

(b) Решение для Vdc + Vac, такое, что объединенная форма волны все еще пересекает 0v дважды за цикл

• Vmin = 0

• Vpp = Vpeak [[= VAC_peak_to_peak / 2 + Vdc]]

• Получить K из таблицы, как указано выше.

• Veffective = Vpp / k.

В вашем примере применяется (а).

Vdc = 200 В
Вы сообщаете, что V max = 800 В, поэтому Vpp = (V max - 200) = (800-200) = 600 В.
K расчет из ссылочного документа WIMA.

К для 70 кГц = ~ = 0,35

Veffective = 200 + 600 / 0,35 = 1914v

Требуется конденсатор 2 кВ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Конденсаторы имеют максимальное напряжение, которое они могут держать, как вы говорите, но также имеют максимальный ток, который они могут выдержать. Обычно это называется током пульсации . Поскольку имеет значение ток, его также можно выразить как максимальное напряжение переменного тока на определенных частотах.

В вашем случае на вашем конденсаторе будет синусоида 1200 В pp 70 кГц. Самая быстрая скорость изменения этого сигнала при пересечении нуля составляет 600 В * 2 * Пи * 70 кГц = 264 В / мкс. Ток через конденсатор составляет dV / dt * C. Давайте использовать, например, 1 мкФ. 264 В / мкс * 1 мкФ = пик 264 А, среднеквадратичное значение 187 А, то есть ток пульсации, который должна выдерживать крышка.