두 개의 일반 전해 커패시터로 무극성 전해 커패시터를 만들 수 있습니까?

이 질문에 대한 토론이있었습니다

• 커패시터를 직렬로 연결해야하는 이유는 무엇입니까?
• 커패시터를 직렬로 연결해야하는 이유는 무엇입니까?

결정적으로 해결되지 않은 것으로 보입니다.

• "두 개의 일반 전해와 같이 보이는 것이 실제로 두 개의 일반 전해가 아니라는 것이 밝혀졌다."
• "아니, 이러지 마라. 그것은 또한 커패시터로 작용할 것이지만, 당신이 몇 볼트를 통과하면 절연체를 날려 버릴 것이다."
• '두 다이오드로 BJT를 만들 수 없습니다'와 같은 종류
• "어설프게 할 수없는 과정"

비극성 (NP) 전해 캡이 역전 된 두 전해 캡과 전기적으로 동일합니까? 동일한 전압에서 살아남지 않습니까? 조합에 큰 전압이 가해지면 역 바이어스 캡은 어떻게됩니까? 물리적 크기 이외의 실제적인 제한이 있습니까? 외부의 극성이 중요합니까?

나는 그 차이가 무엇인지 알지 못하지만 많은 사람들이 하나가 있다고 생각하는 것 같습니다.

요약:

의견 중 하나에 게시 된 것처럼 일종의 전기 화학 다이오드가 진행됩니다.

전지의 온도가 높지 않으면, 필름은 자유 전자에는 투과성이지만 이온에는 실질적으로 비 투과성이다. 막의 하부에있는 금속이 음의 전위에있을 때, 자유 전자가이 전극에서 이용 가능하고 전류는 전지의 막을 통해 흐른다. 극성이 반전되면 전해질에 음전위가 가해 지지만 전해질에 이온 만 있고 자유 전자가 없기 때문에 전류가 차단됩니다. — Alexander M. Georgiev의 전해 커패시터

일반적으로 커패시터는 오랫동안 역 바이어스 될 수 없거나 큰 전류가 흐르고 "전기 화학적 환원을 통해 유전체 재료의 중심 층을 파괴합니다":

전해는 짧은 기간 동안 역 바이어스를 견딜 수 있지만 상당한 전류를 전도하고 매우 우수한 커패시터로 작동하지 않습니다. — 위키 백과 : 전해 커패시터

그러나 백투백이 두 개인 경우 순방향 바이어스 커패시터는 연장 된 DC 전류가 흐르는 것을 방지합니다.

탄탈에서도 작동합니다 .

역 전압 소풍을 피할 수없는 회로 위치의 경우, "back to back"직렬로 연결된 두 개의 유사한 커패시터가 비극성 커패시터 기능을 생성합니다 ... 거의 모든 회로 전압이 순방향 바이어스 커패시터에서 떨어지기 때문에 작동합니다 역 바이어스 된 장치는 무시할만한 전압 만 볼 수 있습니다.

탄탈룸 커패시터 (FAQ) :

탄탈륨 커패시터에 사용되는 산화물 유전체 구조물은 한 방향으로 전류 흐름을 차단하고 동시에 반대 방향으로 낮은 저항 경로를 제공하는 기본 정류 특성을 가지고 있습니다.

요약:

• 예. "편광 된"알루미늄 "습식 전해"커패시터는 합법적으로 "백투백"(즉, 반대 극성과 직렬로) 연결되어 비극성 커패시터를 형성 할 수 있습니다.

• C1 + C2는 항상 커패시턴스 및 전압 정격이 동일합니다.
  C 유효 = = C1 / 2 = C2 / 2

• 유효 = C1 및 C2의 vrating.

• 이것이 (어쩌면) 어떻게 작동하는지에 대해서는 "메카니즘" 을 참조하십시오

이것이 이루어질 때 두 커패시터가 동일한 커패시턴스를 갖는 것으로 보편적으로 가정된다.
각 개별 커패시터의 정전 용량이 절반 인 결과 커패시터.
예를 들어 2 개의 x 10 uF 커패시터가 직렬로 배치되면 결과 커패시턴스는 5 uF가됩니다.

결과 커패시터는 개별 커패시터와 동일한 정격 전압을 갖습니다. (잘못되었을 수도 있습니다).

필자는이 방법이 수년에 걸쳐 여러 차례 사용 된 것을 보았으며, 더 중요한 것은 많은 커패시터 제조업체의 애플리케이션 노트에 설명 된 방법을 보았습니다. 이러한 참조 중 하나를 참조하십시오.

또는 추가 복잡하지만 한 번 시작한 작품 배열이 쉽게 방법을 이해 "그들이 다이오드에 의해 무시 된 것처럼 행동"개별 커패시터가 제대로 부과 될 방법을 이해하는 것은 커패시터 제조 업체 문에 대한 믿음 (중 하나가 필요합니다.
두 개의 백투백 캡을 상상해 Cl이 완전히 충전되고 Cr이 완전히 방전 된 상태
Cl이 0으로 방전되도록 직렬 배열을 통해 전류가 흐르면 Cr의 역 극성으로 인해이 전압이 완전 전압으로 충전됩니다. 추가 방전 Cl은 부정확 한 극성으로 인해 Cr이 정격 전압 이상으로 충전된다고 가정합니다.

위의 경우 특정 질문에 대답 할 수 있습니다.

커패시터를 직렬로 연결해야하는 이유는 무엇입니까?

2 x 폴라 캡으로 바이폴라 캡을 만들 수 있습니다.
또는 전압 분배의 균형을 유지하기 위해주의를 기울이면 정격 전압을 두 배로 늘릴 수 있습니다. 평형을 달성하기 위해 병렬 저항이 사용되기도합니다.

"두 개의 일반 전해와 같이 보이는 것이 실제로 두 개의 일반 전해가 아니라는 것이 밝혀졌다."

이것은 oridinary electrolytics로 수행 할 수 있습니다.

"아니, 이러지 마라. 그것은 또한 커패시터로 작용할 것이지만, 당신이 몇 볼트를 통과하면 절연체를 날려 버릴 것이다."

등급을 초과하지 않으면 정상적으로 작동합니다.

'두 다이오드로 BJT를 만들 수 없습니다'와 같은 종류

비교 사유가 명시되어 있지만 유효한 것은 아닙니다. 각 절반 커패시터는 여전히 독립형과 동일한 규칙 및 요구 사항을 따릅니다.

"어설프게 할 수없는 과정"

팅커 러는 전적으로 합법적입니다.

비극성 (NP) 전해 캡이 역전 된 두 전해 캡과 전기적으로 동일합니까?

코일로 만들어졌지만 제조업체는 일반적으로 두 개의 양극 포일이 있도록 제조 변경을 수행하지만 결과는 동일합니다.

동일한 전압에서 살아남지 않습니까?

전압 정격은 단일 캡의 정격 전압입니다.

조합에 큰 전압이 가해지면 역 바이어스 캡은 어떻게됩니까?

정상 작동시 역 바이어스 캡이 없습니다. 각 캡은 반주기 동안 효과적으로 전체 AC 사이클을 처리합니다. 위의 설명을 참조하십시오.

물리적 크기 이외의 실제적인 제한이 있습니까?

내가 생각할 수있는 명백한 제한은 없습니다.

외부의 극성이 중요합니까?

제 각각의 캡을 보는 것을의 그림 그리기 고립 는. 이제 회로에서 자신의 순서를 변경 이외의 "무엇을 참조하지 않고있다. 그들이 보는 것은 동일하다.

나는 그 차이가 무엇인지 알지 못하지만 많은 사람들이 하나가 있다고 생각하는 것 같습니다.

당신이 올바른지. 기능적으로 "블랙 박스"관점에서 그것들은 동일합니다.

제조업체의 예 :

이 문서의 응용 안내서에서 알루미늄 전해 커패시터 는 유능하고 존경받는 커패시터 제조업체 인 코넬 듀 빌리에 (2.183 및 2.184)

• 2 개의 동일한 값의 알루미늄 전해 커패시터가 양극 단자 또는 음극 단자가 연결된 연속 직렬로 연결된 경우 결과 단일 커패시터는 정전 용량이 절반 인 비극성 커패시터입니다.

  두 커패시터는 적용된 전압을 정류하고 마치 다이오드에 의해 바이 패스 된 것처럼 작동합니다.

  전압이 가해지면 올바른 극성 커패시터가 최대 전압을 얻습니다.

  비극성 알루미늄 전해 커패시터 및 모터-스타트 알루미늄 전해 커패시터에서, 제 2 양극 포일은 단일 경우 비극성 커패시터를 달성하기 위해 캐소드 포일을 대체한다.

전반적인 조치를 이해하는 것과 관련이있는 것은 2.183 페이지의 주석입니다.

• 커패시턴스는 두 포일 사이에있는 것으로 보이지만, 실제로 캐패시턴스는 애노드 포일과 전해질 사이에있다.

  양극판은 양극 호일입니다.

  유전체는 애노드 포일상의 절연 산화 알루미늄이고;

  진정한 네거티브 판은 전도성 액체 전해질이며, 음극 포일은 단지 전해질에 연결된다.

  이 구조는 포일을 에칭하면 표면적이 100 배 이상 증가 할 수 있고 산화 알루미늄 유전체가 마이크로 미터 두께보다 작기 때문에 막대한 정전 용량을 제공합니다. 따라서 결과로 생성되는 커패시터는 판 면적이 매우 넓고 판이 서로 매우 가깝습니다.

추가 :

나는 Olin이 올바른 극성을 유지하는 수단을 제공 할 필요가 있다고 직관적으로 느낍니다. 실제로 커패시터는 스타트 업 "경계 조건"을 수용하는 데 좋은 역할을하는 것으로 보인다. Cornell Dubiliers는 "다이오드처럼 작동"에 대한 이해가 필요합니다.

기구:

다음은 시스템 작동 방식을 설명합니다.

위에서 설명한 것처럼, 하나의 커패시터가 AC 파형의 한 극단에서 완전히 충전되고 다른 하나가 완전히 방전되면 시스템은 한 캡의 외부 "플레이트"로 전달되고 그 내부 플레이트를 가로 질러 전하가 전달되면서 올바르게 작동합니다. 다른 쪽 뚜껑을 닫고 "다른 쪽 끝을 빼십시오". 즉, 두 바디 사이에서 전하가 전달되고 듀얼 캡을 통해 순 전하가 흐르게한다. 지금까지 아무런 문제가 없습니다.

올바르게 바이어스 된 커패시터는 누설이 매우 적습니다.
역 바이어스 커패시터는 누설이 높고 가능하면 훨씬 높습니다.
시작시 하나의 캡이 각 반주기마다 역 바이어스되고 누설 전류가 흐릅니다.
전하 흐름은 커패시터를 적절히 균형 잡힌 상태로 구동하는 것과 같습니다.
이것은 "다이오드 동작"입니다-말 당 정류 정류가 아니라 잘못된 작동 바이어스에서 누수가 발생합니다.
여러 번의 사이클 후에 균형이 달성 될 것이다. 캡이 "리키 어 (leakier)"이면 반대 방향으로 빠르게 균형을 이룰 수 있습니다.
이 자체 조정 메커니즘으로 결함이나 불평등을 보완 할 수 있습니다. 매우 깔끔합니다.

나는 이것이 오랫동안 성공적으로 수행되었다는 것을 알고 있지만 그것이 왜 효과가 있는지 살펴볼 가치가 있습니다.

나는 Russell의 답변에 제공된 정보를 기반으로 빠른 시뮬레이션을 설정한다고 생각했습니다. 요점은 "다이오드에 의해 우회 된 것처럼 행동하는"부분입니다. 그것은 대략적인 근사치이지만 무슨 일이 일어나고 있는지에 대한 그림을 제공합니다.

I [D1] 및 I [D2]는 캡을 통한 역전 류를 나타냅니다. 처음에 캡 중 하나가 역전 류의 짧은 서지를 얻은 다음 두 경우 모두 최소화됩니다. I [C1] 및 I [C2]는 커패시턴스를 통한 전류를 나타냅니다. 이는 100Hz에서 0.5uF 캡의 기대치를 충족시킵니다. 용량 성 리액턴스

피크 전류는

세 번째 그래프의 밝은 파란색 물결은 공급 전압입니다. 세 번째 그래프에서 진한 파란색과 녹색 물결은 각 커패시터에서 보이는 전압을 나타냅니다 (각각의-단자에 대한 + 단자)

보다시피, 둘 다 올바르게 분극된다.

예, 두 개의 편광 캡을 효과적인 단일 비 편광 캡으로 결합 할 수 있지만 일부 제한이 있습니다. 각 개별 캡은 여전히 ​​사양 내 전압 만 볼 필요가 있습니다. 가장 쉬운 방법은 비극성 캡의 어느 한쪽에 적용되는 전압보다 항상 위 또는 아래에 있도록 공급 전압을 유지하는 것입니다. 그런 다음 두 개의 분극 캡을 다시 연결하고 높은 값의 저항을 전원에 연결합니다.

총 커패시턴스는 두 개별 커패시터의 직렬 조합이며, 동일한 경우 각각 절반입니다. 위의 예에서 총 유효 정전 용량은 235 uF입니다.

각 캡의 전압 범위도 신중하게 고려해야합니다. 최악의 경우는 외부 회로가 수행 할 수있는 작업에 따라 다릅니다. 예를 들어, 양쪽 끝이 10V로 유지되고 왼쪽 끝이 갑자기 0V로 떨어 졌다고 가정하십시오. 중심은 단계 직후에 오른쪽 캡에 15V로 -5V가됩니다. 전원 신호의 1MΩ 임피던스도 고려해야합니다. R1은 캡을 통한 누설이 너무 많은 전압을 추가하지 않지만 신호를로드하지 않을 수 있도록 가능한 한 높아야합니다.

일반적으로 이러한 종류의 트릭은 최후의 수단으로 간주되어야합니다. 바이폴라 커패시터는 일반적으로 신호에 필요하기 때문에 더 낮은 바이폴라 커패시턴스를 요구하도록 배열 될 수 있습니다. 다층 세라믹 캡은 지난 10 년 동안 크게 발전했습니다. 100 uF 대신 10 uF로 할 수 있다면, 세라믹은 아마도 그 일을 할 수 있습니다.

쌍을 이루는 커패시터의 직렬 등가 직렬 저항 (ESR)은 두 배가됩니다. 이상적인 모델에서 벗어난 구성 요소 (이상적인 / 실제 커패시터에 가까운 저항 및 임피던스는 중요하지 않음)의 경우, 원하지 않는 효과 (예 : 연기 방출)가있을 수 있습니다. 예를 들어, LM78xx 및 LM317과 같은 IC는 높은 ESR 필터 커패시터로 인한 링잉으로 인해 레귤레이션이 불량합니다.

확인하기 위해 TTL 오실레이터를 만들었습니다. 토론은 부분적으로 맞습니다.

듀티 사이클이 50 %에 가까우면 커패시터는 다이오드가 내장 된 것처럼 작동하고 음의 (잘못된 방향) 전압 이동을 제한합니다. 듀티 사이클이 50 %가 아니면 (제 경우에는 약 30 %) 음의 전압 소극은 한 커패시터에서 약 0V이고 다른 커패시터에서 1.1V였습니다.

저전력 대칭 신호 응용 제품을 제외한 모든 보호 다이오드를 포함시킬 것입니다. 전력 애플리케이션의 경우 쇼트 키 다이오드는 가치있는 투자 일 수 있습니다.

그렇습니다. 안전하게 수행 할 수 있지만, 일부 답변에서 조언을 따르기 만하면 여러 가지 문제가있을 것 같습니다.

예를 들어, 중간 지점을 공급 전위에 저항 적으로 바이어스하면 커패시터가 일치하더라도 커패시터가 공급 전위의 1.5 배에 노출 될 수 있습니다. 불일치는 가능한 최대 값을 증가 시키며, 사양에 따라 불일치는 상당 할 수 있습니다. +/- 20 %조차 1.5 : 1의 최악의 비율을 나타냅니다.

이온 다이오드에 의존하는 백투백 (back-to-back) 연결은 위의 문제를 피하지만 적어도 이론 상으로는 다른 문제를 야기합니다. 커패시터가 의도 한 작동과 직접 관련되지 않은 저수준 누설을 가질 수 있습니다. 하나의 커패시터가 누출되고 다른 하나는 누설되지 않으면 시간이 지남에 따라 문제가 발생할 수 있습니다. 나는 이런 일이 일어나고 있다는 것을 알지 못하지만, 알루미늄 전해가 약 1.5Volt 이하로 크게 작동하지 않기 때문에 저렴한 소형 신호 다이오드를 병렬로 적용하는 것이 효과를 억제하기에 충분해야합니다 (개인적으로 유지하는 것을 선호하지만) 최대 1V 장기). (부수적 인 참고 사항 : dodgy 커넥터 이외의 내가 본 장비 고장의 가장 흔한 원인은 전해 누설 리 바이어 싱 회로가 의도 된 바이어스 조건에서 멀어지기 때문입니다.

안전성에 대한 마지막 참고 사항 : 백투백 바이어스를 사용해야한다는 요구 사항은 쌍 전체에 상당한 AC 신호가 있음을 나타냅니다. 이것은 리플 전류를 의미합니다. 리플 전류 정격을 초과하지 않아야하며, 또한 유형 및 설계에 따라 전해 커패시터의 리플 전류 정격이 주파수에 따라 달라짐에 유의하십시오.

필자는 수년 동안 백투백 전해를 사용한 수천 개의 기기를 제작하기 위해 일했습니다. 문제가 없었습니다.

이것은 매우 기본적인 관측 분석처럼 보일 수 있지만 사인파가 0을 넘어갈 때 두 반쪽이 있습니다. 예를 들어 110V AC 파는 (+)에서 (-) 피크까지 220V입니다. 즉, C1 및 C2는 전해질에 교대로 정방향 및 역방향 바이어스됩니다. 순방향 바이어스 전압은 순방향 바이어스 캡 C1 양단에 각각 110V이고, 각각의 양의 반주기 동안 C2 양단에 각각인가됩니다. 분기 사이클을 살펴보면, 캡은 각각의 1 분기 사이클 동안 양으로 충전되고 2 분기 사이클에서 방전됩니다. 110V는 한 커패시터를 충전하고 방전 한 다음 다른 커패시터를 교대로 충전 및 방전합니다.

그러나 하나의 순방향과 다른 하나의 역방향 바이어스를 통해 두 커패시터 모두에서 110V가 드롭되는 것으로 가정하면 한 캡의 드롭은 실제로 55V에 불과합니다. 어쩌면 똑똑하지 않거나 전해 캡을 역 바이어스하는 것이 권장되지만 역 바이어스의 양은 실제 적용된 (220) 전압의 절반 또는 실제로 1/4입니다. 모범 사례에 따르면, 적용 전압의 두 배 이상인 정격 캡을 사용하고 해당 정격의 절반을 초과하지 않아야합니다 (각 캡에서 1/4 떨어짐).

나는 네 개의 30uf 모자로 그것을했다. 한쪽에는 2 점, 다른쪽에는 2 점을 취하십시오. 4 개의 캡 모두 150V에서 30uf였다. 그러나 원하는대로 수학을 수행하되, 크로스 오버를 다시 캡핑하고 우퍼를 다시 포밍해야 할 때가 되었기 때문에 구성 요소를 변경해야 할 때까지 스피커는 33 년 동안 잘 작동했습니다.

Q = CV를 기억하십시오. 직렬로 두 개의 커패시터가 있고 커패시터를 통해 전류를 통합하는 경우 Q는 한 커패시터에서 다른 커패시터로 교번됩니다. 그러나 두 커패시터의 직렬 조합에서 0V를 가질 수 있지만 여전히 각 커패시터에서 매우 중요하지만 동일한 전압. 예를 들어 + 10v + -10v = 0v입니다.

그러나 아직 다른 고려 사항이 있습니다. 첫 전자 수업에서 배운 Q = CV를 기억하십니까? 전해의 공차는 매우 쉽게 20 %가 될 수 있기 때문에 공차가 반대 방향 인 경우 C에서 20 % 이상 변하는 커패시터에서 동일한 Q는 전압 피크에서 매우 큰 차이를 일으킬 수 있습니다. 각 커패시터는 볼 수 있습니다.

눈에 띄는 역전 류의 가능성을 제거하기 위해 각 커패시터에 다이오드를 배치하는 아이디어는 매우 좋은 솔루션입니다. 커패시터의 전압은 대부분 AC 조건에서 매우 빠르게 동일합니다. 이 작업을 수행하고 커패시터의 최대 전압을 선택하는 것이 보수적인지 확인하면 실행 가능한 솔루션이됩니다.

전해액이 반복적으로 완전히 충전되고 방전되는 것을 좋아하지 않는다는 유일한 문제가 있습니다. AC를 통과하는 것보다 리플을 제어하는 ​​것이 훨씬 좋습니다. 커패시터 제조업체는이를 애플리케이션 노트에 설명합니다.

나는 역전 다이오드를 사용하여 동일한 값의 두 백투백 전기로 만든 자신의 바이폴라 캡 롤을 보았습니다. 이것은 1988 년에 Uni에서 신선했을 때 다시 나타났습니다. 그것들을 사용한 방송 오디오 제품은 수백 가지로 제조되었으며 실패하지 않아서 상사가 다시 디자인하지 않아도 되었기 때문에이 낮은 리플 전류 애플리케이션에서 신뢰성이 우수했습니다. 나는 꿀벌이 무릎을 꿇었을 당시의 AUDIO PRECISION 테스트 세트에서 위에서 언급 한 캡을 테스트했습니다. 우리 중 아무도 캡에서 오는 왜곡을 찾을 수 없었습니다. 다른 한편으로 스피커 크로스 오버 네트워크는 종종 실패하고 트위터를 꺼내는 것으로 알려진 바이폴라 엘텍 캡을 사용합니다.드문 경우에 누군가의 트위터를 교체하는 경우에는 바이폴라 전기를 폐기하고 금속 필름으로 교체하십시오.