Quelles sont les raisons de connecter des condensateurs en série?


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Habituellement, vous combinez des condensateurs en parallèle parce que vous souhaitez augmenter la capacité totale tout en ajustant les composants dans une certaine forme / position, ou vous combinez simplement des condensateurs en achetant un seul condensateur d'une valeur supérieure.

La combinaison de condensateurs en série réduit la capacité totale et n'est pas très courante, mais quelles sont ses utilisations possibles? Il ne devrait pas être utilisé pour augmenter la tension nominale, par exemple, car vous ne pouvez pas garantir que le milieu sera à la moitié de la tension continue du total, sans utiliser de résistances de purge.

Réponses:


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Je ne l'ai vu que pour augmenter la tension. Sur certains frontaux d'alimentation (conversion AC / DC) avec un doubleur de tension, les condensateurs sont en parallèle à basse tension et en série à haute tension. Cela fonctionne bien car pour une puissance constante, le courant est double à la tension inférieure.

Comme vous le mentionnez, des résistances d'équilibrage sont nécessaires.


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Dans une application automobile, j'ai vu deux condensateurs en céramique en série pour augmenter la sécurité contre les courts-circuits. Dans le cas extrême, un court-circuit pourrait déclencher un incendie, et j'ai entendu dire que cela s'était produit au moins une fois.


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J'ai dû faire quelque chose de similaire lors de l'obtention d'un produit répertorié UL. Leur test de «défaillance des composants» consistait à voir ce qui se passerait si un condensateur interne tombait en panne. (Test complètement irréaliste, mais UL est un bâton pour les règles, et les bénisse pour cela. La source de 50 000 ampères a donc été court-circuitée directement à travers deux diodes de 100 A. Oui, la flamme s'est échappée de la boîte.) Afin de passer le test sans nécessiter cher fusion externe, nous avons mis deux bouchons en série. De cette façon, si l'on court-circuite, le bus DC lui-même n'est pas court-circuité. Bien sûr, une autre solution consiste à simplement garder la flamme dans la boîte.
Stephen Collings

@StephenCollings Je suis curieux de savoir pourquoi vous dites que c'est un test irréaliste. Est-ce à cause de votre circuit spécifique ou en général? J'ai vu un condensateur de dérivation en céramique tomber en panne. Il était presque impossible de le trouver sans caméra thermique. Le courant était limité par le PS, donc la casquette elle-même ne montait pas en flammes.
horta

Dans mon cas, il s'agissait de bouchons de film auto-cicatrisants. La céramique est plus susceptible de court-circuiter, c'est certain.
Stephen Collings

"Lorsque la tension n'est pas un problème, deux condensateurs en série peuvent permettre à un d'être court-circuité en toute sécurité - une technique utile lors de l'ajout d'un condensateur de dérivation réducteur de bruit entre les terres primaires et secondaires." ieee.li/pdf/essay/…
endolith

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Une autre raison lorsque vous effectuez des conceptions de production est de réduire votre nomenclature. Si votre conception a des charges de 100 nF mais a besoin d'un ~ 50 nF, il est souvent moins cher d'utiliser deux 100 nF en série en raison de la quantité dans laquelle vous achetez les 100 nF, et réduit également le temps de configuration pick / place.


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Vous voyez parfois des électrolytes connectés en série, avec des directions de polarisation opposées. En d'autres termes, un capuchon sera toujours polarisé en direct, quelle que soit la tension appliquée en externe. C'est, je crois, comment on arrive à la situation d'avoir un condensateur «électrolytique non polarisé».

suivre -

se révèle que ce qui pourrait ressembler à deux électrolytes ordinaires ne sont pas, en fait, deux électrolytes ordinaires . Malgré la ressemblance étrange avec exactement cela, il est très probable que les appareils que j'ai vus aient également d'autres propriétés.

Donc, la morale de l'histoire est que si vous voyez ce qui ressemble à deux électrolytes collés l'un à l'autre, il est fort probable qu'un électrolyte `` NP '', mais n'essayez pas d'en créer un vous-même avec des électrolytes réguliers. (Un peu comme "vous ne pouvez pas faire un BJT à partir de deux diodes")

vivre et apprendre, non? c'est pourquoi nous aimons tous nos échanges de piles. merci à Kortuk pour le révélateur.


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Non, ne fais pas ça. Il agira également comme un condensateur, mais une fois que vous passerez quelques volts, il isolera l'isolateur.
Kortuk


@kortuk: je pense que c'est fou, parce que si l'on est toujours biaisé vers l'avant, on est aussi toujours biaisé vers l'inverse, mais je vous dis que j'ai vu ce genre de chose vendu commercialement - peut-être que quelque chose d'autre se passait là-bas. fwiw c'était dans un circuit de croisement audio.
JustJeff

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"Des condensateurs spéciaux conçus pour un fonctionnement en courant alternatif sont disponibles, généralement appelés types" non polarisés "ou" NP ". Dans ceux-ci, des couches d'oxyde de pleine épaisseur sont formées sur les deux bandes de papier d'aluminium avant l'assemblage. Sur les moitiés alternées de les cycles alternatifs, l'une ou l'autre des bandes de feuille d'aluminium agit comme une diode de blocage, empêchant le courant inverse d'endommager l'électrolyte de l'autre. Essentiellement, un condensateur alternatif de 10 microfarad se comporte comme deux condensateurs continus de 20 microfarad en série inverse. "
endolith


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Les commentaires de Kortuk ici sont la première fois que j'entends dire que mettre deux condensateurs électrolytiques identiques dos à dos est "très risqué".

Les références suivantes semblent contredire Kortuk:

  • "condensateurs électrolytiques ... Les dispositifs non polaires (ou bipolaires) peuvent être fabriqués en utilisant deux anodes au lieu d'une anode et d'une cathode, ou on pourrait connecter ensemble les points positifs ou négatifs de deux appareils identiques, puis les deux autres bornes formerait un dispositif non polaire. " - http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-c04-electr-cap.htm

  • "vous pouvez remplacer deux électrolytes réguliers en série ... avec leurs extrémités négatives jointes au milieu. ... en fait, c'est ce que vous trouveriez si vous ouvriez un vrai condensateur non polarisé." - Charles Platt. "FAIRE: Électronique: Apprendre par la découverte". O'Reilly Media, Inc., 2009. p. 249. (extraits disponibles sur http://books.google.com/ ).

  • "Un argument commun est de savoir si vous pouvez ou non fabriquer un condensateur non polarisé en mettant deux électrolytes polarisés dos à dos. Les gens font cela depuis des années, sans aucun problème à ma connaissance." http://my.execpc.com/~endlr/electrolytic.html

Bien sûr, le condensateur explosera (ou non), peu importe la façon dont la majorité vote. Parfois l'opprimé a raison.


Je pense que cela ressemble à la LED en tant que problème de diode, tant que vous restez à 5V ou moins, vous allez bien, à mon travail, nous utilisons du 24V (industriel) et mon collègue n'a pas écouté. Ces 8 cartes LED coûtent cher à remplacer si elles sont certifiées pour des applications médicales.
Kortuk

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Les LED fonctionnent correctement comme des diodes normales à 220V si elles sont en série avec un 100k ou plus. Ils tombent en panne autour de 100V mais le courant est trop faible pour faire de gros dégâts (du moins pas dans plusieurs jours).
jpc


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Je ne l'ai fait que pour augmenter la tension nominale et nous utilisions de grands super-condensateurs. Ils étaient évalués à 2,7 V et nous voulions 5 V, nous nous sommes donc connectés en série. Nous avons acheté un joli contrôleur de charge, qui a fait le travail pour s'assurer qu'ils avaient tous les deux la même charge, en les chargeant en parallèle.

Cela a réduit notre capacité à ~ 25 Farads, je crois, mais l'ESR était <0,1 ohms.


Quel est l'ESR total d'une connexion en série de (super-) bouchons? ESR1 + ESR2? Votre dernière phrase implique-t-elle que la connexion en série a amélioré l'ESR?
alexei

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J'ai utilisé dix supercaps 3,3F évalués à 2,7V en série pour construire un condensateur tampon pour une locomotive à commande numérique d'un chemin de fer de jardin modèle. Cela le rend beaucoup mieux sur des pistes ou des commutateurs sales. La tension nominale est de 24V.

Pour la première version, j'ai utilisé un schéma proposé par quelqu'un d'autre, qui n'équilibre pas la tension. Il y a quand même une résistance 3k3 pour la décharger en quelques minutes, pour éviter les surprises.

Le second utilisera une résistance de 1% 330 par condensateur pour équilibrer la tension, nous verrons s'il y a une différence de longévité.


c'est fondamentalement la même que la réponse de Kortuk
endolith

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Pour faire un railgun =)

Les connecter en série augmente la capacité de tension (ajoutez les limites de tension de tous les bouchons en série).


Un railgun ne veut-il pas tous en parallèle pour un courant élevé?
endolith

Je suppose que non? "Les condensateurs sont assemblés en 8 sous-batteries câblées en série, chaque batterie contenant 4 condensateurs en parallèle, pour une puissance nominale totale de 3200 V, 3,6 kV de charge de crête et 3088,3 uF (mesurée) de capacité."
endolith

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Pour avoir la robustesse contre les courts-circuits spécialement les condensateurs en céramique qui sont connectés aux lignes électriques. Si le condensateur court-circuite, il peut brûler des traces de PCB ou pire, il peut provoquer un incendie.


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Eh bien, peut-être que les gens voient rarement cette configuration; cependant, cette astuce pourrait être utilisée pour créer des condensateurs bipolaires haute tension. Si vous connectez en série deux condensateurs de valeur égale en série, cathode à cathode et utilisez uniquement le fil positif de chaque capuchon pour vous connecter à une autre partie des circuits.

Cette astuce est très souvent observée dans les équipements audio.

Mes deux centimes.


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Ceci est mentionné dans les réponses précédentes.
JRE
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