¿Cuáles son algunas razones para conectar condensadores en serie?

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Por lo general, combina condensadores en paralelo porque desea aumentar la capacitancia total mientras ajusta los componentes en una determinada forma / posición, o simplemente combina condensadores comprando un solo condensador de mayor valor.

La combinación de condensadores en serie reduce la capacitancia total y no es muy común, pero ¿cuáles son algunos de sus posibles usos? No debe usarse para aumentar la clasificación de voltaje, por ejemplo, ya que no puede garantizar que el medio esté a la mitad del voltaje de CC del total, sin usar resistencias de purga.

endolito
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Respuestas:

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Solo lo he visto hecho para aumentar el voltaje. En algunas fuentes frontales de fuente de alimentación (conversión de CA / CC) con un duplicador de voltaje, los condensadores están en paralelo a bajo voltaje y en serie a alto voltaje. Esto funciona bien ya que para un apagado constante la corriente es doble en el voltaje más bajo.

Como mencionas, se requieren resistencias de equilibrio.

jluciani
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En una aplicación automotriz, he visto dos condensadores de cerámica en serie para aumentar la seguridad contra cortocircuitos. En el caso extremo, un corto podría iniciar un incendio, y escuché que había sucedido al menos una vez.

starblue
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55
Tuve que hacer algo similar al obtener un producto listado en UL. Su prueba de 'falla de componentes' incluyó ver lo que sucedería si un capacitor interno fallara en un cortocircuito. (Prueba completamente poco realista, pero UL es estricto con las reglas, y los bendiga por ello. Por lo tanto, la fuente de 50,000 amperios se acortó directamente a través de dos diodos de 100A. Sí, la llama escapó de la caja). Para pasar la prueba sin requerir costosos fusión externa, ponemos dos tapas en serie. De esa manera, si uno se cortocircuita, el bus DC no está en corto. Por supuesto, otra forma de evitar esto es mantener la llama en la caja.
Stephen Collings
@StephenCollings Tengo curiosidad por saber por qué dices que es una prueba poco realista. ¿Es por tu circuito específico o en general? He visto un condensador de derivación de cerámica fallar a un corto. Era casi imposible encontrarlo sin una cámara térmica. La corriente estaba limitada por el PS, por lo que el límite en sí no se incendió.
horta
En mi caso, eran tapas de película autocurativas. Las cerámicas tienen más probabilidades de acortarse, seguro.
Stephen Collings
"Cuando el voltaje no es un problema, dos condensadores en serie pueden permitir que uno se cortocircuite de manera segura, una técnica útil cuando se agrega un condensador de derivación reductor de ruido entre las tierras primaria y secundaria". ieee.li/pdf/essay/…
endolith
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Otra razón cuando se realiza en diseños de producción es para reducir su lista de materiales (BOM). Si su diseño tiene cargas de 100 nF caps pero necesita uno ~ 50 nF, a menudo es más barato usar dos 100 nF en serie debido a la cantidad en la que está comprando los 100 nF, y también reduce el tiempo de preparación de pick / place.

mikeselectricstuff
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A veces se ven electrolíticos conectados en serie, con direcciones de polarización opuestas. En otras palabras, una tapa siempre estará polarizada hacia adelante, sin importar el voltaje aplicado externamente. Creo que así es como se llega a la situación de tener un condensador 'electrolítico no polarizado'.

Seguir -

Resulta que lo que podría parecer dos electrolíticos comunes no son, de hecho, dos electrolíticos comunes . A pesar de la extraña semejanza con eso exactamente, es muy probable que los dispositivos que vi también tengan otras propiedades.

Entonces, la moraleja de la historia es que si ves lo que parecen dos electrolíticos unidos, es muy probable que sea un electrolítico 'NP', pero no trates de hacer uno solo con electrolíticos regulares. (Algo así como "no puedes hacer un BJT de dos diodos")

vive y aprende, ¿verdad? Es por eso que todos amamos nuestros intercambios de pila. Gracias a Kortuk por la revelación.

JustJeff
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No, no hagas esto. También actuará como un condensador, pero una vez que pase unos pocos voltios, se apagará el aislante.
Kortuk
@kortuk: creo que es una locura, porque si uno siempre está sesgado hacia adelante, uno siempre está sesgado hacia atrás, pero le digo que he visto este tipo de cosas vendidas comercialmente, tal vez algo más estaba sucediendo allí. Fww estaba en un circuito cruzado de audio.
JustJeff
3
"Los condensadores especiales diseñados para la operación de CA están disponibles, generalmente conocidos como tipos" no polarizados "o" NP ". En estos, se forman capas de óxido de espesor total en ambas tiras de papel de aluminio antes del ensamblaje. En las mitades alternativas de los ciclos de CA, una u otra de las tiras de lámina actúa como un diodo de bloqueo, evitando que la corriente inversa dañe el electrolito del otro. Esencialmente, un condensador de CA de 10 microfaradios se comporta como dos condensadores de CC de 20 microfaradios en serie inversa ".
endolito
2
y sí, puedes hacer esto: electronics.stackexchange.com/questions/21928/…
endolith
8

Los comentarios de Kortuk aquí son la primera vez que escucho que colocar dos condensadores electrolíticos idénticos consecutivos es "muy arriesgado".

Las siguientes referencias parecen contradecir a Kortuk:

  • "condensadores electrolíticos ... Los dispositivos no polares (o bipolares) se pueden hacer usando dos ánodos en lugar de un ánodo y un cátodo, o uno podría conectar los positivos o negativos de dos dispositivos idénticos, luego los otros dos terminales formaría un dispositivo no polar ". - http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-c04-electr-cap.htm

  • "puede sustituir dos electrolíticos regulares en serie ... con sus extremos negativos unidos en el medio ... de hecho, eso es lo que encontraría si abriera un condensador no polarizado real". - Charles Platt. "HACER: Electrónica: Aprendiendo a través del descubrimiento". O'Reilly Media, Inc., 2009. p. 249. (extractos disponibles en http://books.google.com/ ).

  • "Un argumento común es sobre si se puede o no hacer un condensador no polarizado colocando dos electrolíticos polarizados uno al lado del otro. La gente ha estado haciendo esto durante años, sin ningún problema que yo sepa". http://my.execpc.com/~endlr/electrolytic.html

Por supuesto, el condensador explotará (o no) sin importar de qué manera vote la mayoría. A veces el desvalido tiene razón.

davidcary
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Creo que esto es similar al LED como un problema de diodos, siempre que permanezca a 5V o menos, estará bien, en mi trabajo usamos 24V (industrial) y mi compañero de trabajo no escuchó. Esas 8 placas LED cuestan mucho reemplazarlas si están certificadas para aplicaciones médicas.
Kortuk
1
Los LED funcionan bien como diodos normales a 220V si están en serie con unos 100k más o menos. Se descomponen alrededor de 100 V, pero la corriente es demasiado baja para causar daños graves (al menos no en varios días).
jpc
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Solo lo he hecho para aumentar la clasificación de voltaje, y estábamos usando supercondensadores grandes. Se clasificaron a 2.7 V y queríamos 5 V, por lo que nos conectamos en serie. Compramos un buen controlador de carga, que hizo el trabajo de garantizar que ambos tuvieran la misma carga, cargándolos en paralelo.

Disminuyó nuestra Capacitancia a ~ 25 Faradios, creo, pero la ESR fue <.1 ohmios.

Kortuk
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¿Cuál es el ESR total de una conexión en serie de (super) tapas? ESR1 + ESR2? ¿Su última oración implica que la conexión en serie mejoró la ESR?
alexei
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He usado diez supercaps de 3.3F con capacidad nominal de 2.7V en serie para construir un condensador de amortiguación para una locomotora controlada digitalmente de un ferrocarril modelo de jardín. Esto hace que funcione mucho mejor sobre pistas sucias o interruptores. El voltaje nominal es de 24V.

Para la primera versión utilicé un esquema propuesto por otra persona, que no equilibra el voltaje. De todos modos, hay una resistencia de 3k3 para descargarla durante algunos minutos, para evitar sorpresas.

El segundo usará una resistencia de 1% 330 por condensador para equilibrar el voltaje, veremos si hay una diferencia en la longevidad.

starblue
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esto es básicamente lo mismo que la respuesta de Kortuk
endolito
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Para hacer un railgun =)

Conectarlos en serie aumenta la capacidad de voltaje (agregue límites de voltaje de todas las tapas en serie).

Brad Hein
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¿Un cañón de riel no los quiere todos en paralelo para alta corriente?
endolito
¿Supongo que no? "Los condensadores se ensamblan en 8 subbancos conectados en serie, cada banco contiene 4 condensadores en paralelo, para una clasificación total de 3200V nominal, 3.6kV de carga máxima y 3088.3uF (medida) de capacitancia".
endolito el
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Tener robustez frente a cortocircuitos, especialmente condensadores cerámicos que están conectados a líneas eléctricas. Si el condensador se cortocircuita, puede quemar el rastro de PCB o, lo que es peor, puede provocar un incendio.

BULOI
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Bueno, tal vez la gente rara vez ve esta configuración; sin embargo, este truco podría usarse para crear condensadores bipolares de alto voltaje. Si conecta en serie dos capacitores de igual valor en serie, cátodo a cátodo y usa solo el cable positivo de cada tapa para conectarse a otra parte de los circuitos.

Este truco se ve muy a menudo en equipos de audio.

Mis dos centavos.

Stephen E. Sun
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Esto se menciona en respuestas anteriores.
JRE