Какие есть причины для подключения конденсаторов последовательно?


27

Обычно вы либо комбинируете конденсаторы параллельно, потому что вы хотите увеличить общую емкость при установке компонентов в определенной форме / положении, либо вы просто комбинируете конденсаторы, покупая один конденсатор большего значения.

Последовательное объединение конденсаторов уменьшает общую емкость и не очень часто, но каковы возможные варианты ее использования? Его не следует использовать, например, для повышения номинального напряжения, поскольку вы не можете гарантировать, что середина будет равна половине напряжения постоянного тока от общего, без использования подающих сопротивлений.

Ответы:


15

Я видел только это, чтобы увеличить напряжение. На некоторых интерфейсах источника питания (преобразование переменного тока в постоянный) с удвоителем напряжения конденсаторы расположены параллельно при низком напряжении и последовательно при высоком напряжении. Это хорошо работает, так как при постоянном отключении питания при более низком напряжении ток удваивается.

Как вы упоминаете, балансировочные резисторы являются обязательными.


17

В автомобильном приложении я видел два керамических конденсатора, соединенных последовательно, чтобы повысить безопасность от коротких замыканий. В крайнем случае короткое замыкание может привести к пожару, и я слышал, что это произошло по крайней мере один раз.


5
Мне приходилось делать что-то подобное при получении продукта в списке UL. Их тест «Отказ компонентов» включал в себя наблюдение за тем, что произойдет, если внутренний конденсатор выйдет из строя. (Полностью нереалистичный тест, но UL является приверженцем правил и благословляет их за это. Таким образом, источник в 50 000 ампер был закорочен непосредственно на два диода 100A. Для внешнего слияния ставим две заглушки последовательно. Таким образом, если один шорт, сама шина постоянного тока не закорочена. Конечно, еще один способ обойти это просто держать пламя в коробке.
Стивен Коллингс,

@StephenCollings Мне интересно, почему вы говорите, что это нереальный тест. Это из-за вашей конкретной схемы или вообще? Я видел, как керамический перепускной конденсатор не выдерживает короткого замыкания. Было почти невозможно найти это без тепловой камеры. Ток был ограничен PS, поэтому сама крышка не загорелась.
Орта

В моем случае это были самовосстанавливающиеся кинопленки. Керамика, скорее всего, короткая, наверняка.
Стивен Коллингс

«Там, где напряжение не является проблемой, два последовательно соединенных конденсатора могут обеспечить безопасное закорачивание одного - метод, полезный при добавлении обходного конденсатора с понижающим шумом между первичным и вторичным заземлением». ieee.li/pdf/essay/...
эндолиты

17

Другая причина, когда это делается в производственных проектах, заключается в сокращении спецификаций материалов. Если в вашем дизайне нагрузка составляет 100 нФ, но требуется одна ~ 50 нФ, часто дешевле использовать две серии по 100 нФ из-за количества, которое вы покупаете в 100 нФ, а также сокращает время настройки на выбор / место.


8

Иногда вы видите электролитические соединения, соединенные последовательно, с противоположными направлениями поляризации. Другими словами, одна крышка всегда будет смещена в прямом направлении, независимо от внешнего напряжения. Я полагаю, что именно так и возникает ситуация с «неполяризованным электролитическим» конденсатором.

следовать за -

Оказывается, что то, что может выглядеть как две обычных электролитики, на самом деле не две обычных электролитики. Несмотря на странное сходство именно с этим, весьма вероятно, что устройства, которые я видел, имели и другие свойства.

Итак, мораль этой истории в том, что если вы видите то, что выглядит как две электролитические батареи, слипшиеся вплотную друг к другу, то, скорее всего, это электролитический «NP», но не пытайтесь сделать его самостоятельно с помощью обычной электролитической батареи. (Вроде как "вы не можете сделать BJT из двух диодов")

живи и учись, верно? Вот почему мы все любим наши обмены стека. спасибо Кортук за откровение.


1
Нет, не делай этого. Он также будет действовать как конденсатор, но как только вы пропустите несколько вольт, он вырвет изолятор.
Кортук


@kortuk: я думаю, что это безумие, потому что если человек всегда предвзят, то он всегда предвзят, но я говорю вам, что видел, как такого рода вещи продаются в коммерческих целях - возможно, что-то еще происходило там. это было в аудио кроссовере.
JustJeff

3
«Доступны специальные конденсаторы, предназначенные для работы от переменного тока, обычно называемые« неполяризованными »или« NP »типами. В них оксидные слои полной толщины формируются на обеих полосах алюминиевой фольги перед сборкой. На чередующихся половинках циклы переменного тока, одна или другая из фольги действует как блокирующий диод, предотвращая повреждение другого электролита обратным током. По существу, конденсатор переменного тока на 10 микрофарад ведет себя как два конденсатора постоянного тока на 20 микрофарад в обратной последовательности ".
эндолит

2
и да, вы можете сделать это: electronics.stackexchange.com/questions/21928/…
endolith

8

Комментарии Кортюка - это первый раз, когда я слышал, что ставить два одинаковых электролитических конденсатора вплотную друг к другу "очень рискованно"

Следующие ссылки противоречат Кортуку:

  • "электролитические конденсаторы ... Неполярные (или биполярные) устройства могут быть изготовлены с использованием двух анодов вместо анода и катода, или один может соединить положительные или отрицательные значения двух идентичных устройств вместе, а затем два других терминала сформирует неполярное устройство. " - http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-c04-electr-cap.htm

  • «Вы можете заменить две регулярные электролитические батареи последовательно ... с их отрицательными концами, соединенными посередине.… на самом деле, это то, что вы найдете, если откроете настоящий неполяризованный конденсатор». Чарльз Платт "СДЕЛАТЬ: Электроника: обучение через открытия". O'Reilly Media, Inc., 2009. с. 249. (выдержки доступны на http://books.google.com/ ).

  • «Распространенным аргументом является то, можете ли вы создать неполяризованный конденсатор, поставив две поляризованные электролитические батареи один на другой. Люди занимаются этим годами, без каких-либо проблем, насколько мне известно». http://my.execpc.com/~endlr/electrolytic.html

Конечно, конденсатор взорвется (или нет), независимо от того, каким образом проголосует большинство. Иногда неудачник прав.


Я думаю, что это похоже на проблему со светодиодом, так как проблема с диодом, пока вы держите напряжение 5 В или ниже, у вас все в порядке, на моей работе мы используем 24 В (промышленный), а мой коллега не слушал. Эти 8 светодиодных плат стоят дорого, если они сертифицированы для медицинского применения.
Кортук

1
Светодиоды работают нормально, как обычные диоды на 220 В, если последовательно с 100 К или около того. Они ломаются около 100 В, но ток слишком мал, чтобы нанести какой-либо серьезный ущерб (по крайней мере, через несколько дней).
JPC


7

Я только когда-либо делал это, чтобы увеличить номинальное напряжение, и мы использовали большие суперконденсаторы. Они были рассчитаны на 2,7 В, а мы хотели 5 В, поэтому мы подключились последовательно. Мы купили хороший контроллер зарядки, который позаботился о том, чтобы они оба имели одинаковый заряд, заряжая их параллельно.

Я считаю, что это снизило нашу емкость до ~ 25 Фарад, но ESR был <0,1 Ом.


Какова общая ESR последовательного соединения (супер) колпачков? ESR1 + ESR2? Ваше последнее предложение подразумевает, что последовательное соединение улучшило СОЭ?
Алексей

5

Для построения буферного конденсатора для локомотива с цифровым управлением железной дороги в саду я использовал десять суперкапсек 3,3F, рассчитанных на 2,7 В последовательно. Это делает его намного лучше по грязным дорожкам или переключателям. Номинальное напряжение составляет 24 В.

Для первой версии я использовал схему, предложенную кем-то другим, которая не уравновешивает напряжение. В любом случае, есть резистор 3 к3, который разряжает его в течение нескольких минут, чтобы избежать неожиданностей.

Второй будет использовать резистор 1% 330 на конденсатор для балансировки напряжения, посмотрим, есть ли разница в долговечности.


это в основном совпадает с ответом Кортука
эндолит

2

Сделать рейлган =)

Последовательное их соединение увеличивает потенциал напряжения (добавьте пределы напряжения всех заглушек последовательно).


Разве рэйлган не хочет, чтобы они были все параллельно для высокого тока?
эндолит

Я думаю, нет? «Конденсаторы собраны в 8 суббанках, соединенных последовательно, каждый из которых содержит 4 конденсатора параллельно, для общей номинальной мощности 3200 В, пиковой зарядки 3,6 кВ и емкости 3088,3 мкФ (измеренной)».
эндолит

0

Для устойчивости к короткому замыканию предназначены специально керамические конденсаторы, которые подключены к линиям электропередачи. Если конденсатор закоротит, это может привести к сгоранию следов печатной платы или, что еще хуже, к пожару.


0

Ну, может быть, люди редко видят эту конфигурацию; однако этот прием может быть использован для создания высоковольтных биполярных конденсаторов. Если последовательно соединить два конденсатора одинакового значения, катод-катод, и использовать только положительный вывод каждой крышки для подключения к другой части цепей.

Этот трюк очень часто встречается в аудиооборудовании.

Мои два цента.


3
Это упоминается в предыдущих ответах.
JRE
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.