커패시터를 직렬로 연결해야하는 이유는 무엇입니까?


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일반적으로 커패시터를 병렬로 결합하면 부품을 특정 모양 / 위치에 맞추면서 총 커패시턴스를 늘리거나 더 큰 값의 단일 커패시터를 구입하여 커패시터를 결합 할 수 있습니다.

커패시터를 직렬로 결합하면 총 커패시턴스가 줄어들고 흔하지는 않지만 어떤 용도로 사용할 수 있습니까? 예를 들어, 블 리더 저항을 사용하지 않고 중간이 전체 DC 전압의 절반에 도달 할 것이라고 보장 할 수 없으므로 전압 정격을 높이는 데 사용해서는 안됩니다.

답변:


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나는 단지 전압을 증가시키는 것을 보았습니다. 전압이 2 배인 일부 전원 공급 장치 프런트 엔드 (AC / DC 변환)에서 커패시터는 저전압에서 병렬로 연결되고 고전압에서 직렬로 연결됩니다. 일정한 출력을 위해 전류가 낮은 전압에서 두 배이기 때문에 이것은 잘 작동합니다.

언급했듯이 밸런싱 저항이 필요합니다.


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자동차 애플리케이션에서 단락에 대한 안전성을 높이기 위해 2 개의 세라믹 커패시터를 직렬로 보았다. 극단적 인 경우에는 짧은 화재가 발생할 수 있으며, 한 번 이상 발생했다고 들었습니다.


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제품을 UL에 등재 할 때 비슷한 일을해야했습니다. 그들의 '부품 고장'테스트는 내부 커패시터가 막히지 못했을 때 어떤 일이 발생하는지 확인하는 것을 포함했다. (완전히 비현실적인 테스트이지만 UL은 규칙을 고수하고 축복합니다. 따라서 50,000 amps 소스는 두 개의 100A 다이오드에서 직접 단락되었습니다. 예, 화염은 상자를 피했습니다.) 값 비싼 테스트없이 테스트를 통과했습니다. 외부 퓨즈의 경우 두 개의 캡을 직렬로 연결합니다. 그렇게하면 하나의 단락이 발생하면 DC 버스 자체가 단락되지 않습니다. 물론, 이것을 둘러싼 또 다른 방법은 화염을 상자에 보관하는 것입니다.
Stephen Collings

@StephenCollings 왜 비현실적인 테스트라고 말하는지 궁금합니다. 특정 회로 때문입니까, 아니면 일반적입니까? 세라믹 바이 패스 커패시터가 단락되는 것을 보았습니다. 열 화상 카메라 없이는 거의 불가능했습니다. PS에 의해 전류가 제한되어 캡 자체가 화염에 빠지지 않았습니다.
horta

제 경우에는 자체 치유 필름 캡이었습니다. 도자기는 확실히 짧을 것입니다.
Stephen Collings

"전압이 문제가되지 않는 경우 직렬로 연결된 2 개의 커패시터를 사용하면 1 개를 안전하게 단락시킬 수 있습니다. 이는 1 차 접지와 2 차 접지 사이에 노이즈 감소 바이 패스 커패시터를 추가 할 때 유용한 기술입니다." ieee.li/pdf/essay/…
endolith

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생산 설계에서 수행되는 또 다른 이유는 BOM을 줄이는 것입니다. 설계에 100 nF 캡이 있지만 1 ~ 50 nF가 필요한 경우 100 nF를 구매하는 수량으로 인해 2 개의 100 nF를 직렬로 사용하는 것이 더 저렴하고 픽 / 플레이스 설정 시간도 줄어 듭니다.


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때때로 반대 방향의 방향으로 전해액이 직렬로 연결된 것을 볼 수 있습니다. 다시 말해, 하나의 캡은 외부에서인가 된 전압에 관계없이 항상 순방향 바이어스됩니다. 이것이 바로 '비 분극 전해'커패시터가있는 상황에 어떻게 도달 하는가라고 생각합니다.

후속 조치-

이 일반 전해 커패시터 어떻게 보이는지 것으로 나타났다는 사실이 개 아닌 보통 의 전해액. 그와 정확히 일치하지는 않지만, 내가 본 장치에는 다른 특성도 있었을 가능성이 높습니다.

이야기의 교훈은, 두 개의 전해액이 연속해서 서로 붙어있는 것을 볼 경우 'NP'전해액 일 가능성이 높지만 정기적 인 전해액으로 스스로 만들려고하지는 않는다는 것입니다. ( "두 다이오드로 BJT를 만들 수 없습니다"와 같은 종류)

살고 배우세요? 이것이 우리 모두가 스택 교환을 좋아하는 이유입니다. 눈꺼풀을 여는 Kortuk에게 감사합니다.


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아니요, 이러지 마십시오. 커패시터로도 작동하지만 몇 볼트를 통과하면 절연체가 끊어집니다.
Kortuk


@ kortuk : 나는 그것이 항상 앞으로 편향되면 하나는 항상 역 편향이기 때문에 미친 것이라고 생각하지만, 나는 상업적으로 판매 된 이런 종류의 물건을 보았을 것입니다. 아마도 다른 일이 있었을 것입니다. 그것은 오디오 크로스 오버 회로에있었습니다.
JustJeff

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"AC 작동 용으로 설계된 특수 커패시터를 사용할 수 있으며 일반적으로"비극성 "또는"NP "유형이라고합니다.이 경우 전체 두께 산화막이 조립 전에 알루미늄 포일 스트립 모두에 형성됩니다. 포일 스트립들 중 하나 또는 다른 하나의 AC 사이클은 차단 다이오드로서 작용하여 역전 류가 다른 하나의 전해질을 손상시키는 것을 방지한다. 본질적으로, 10 마이크로 패럿 AC 커패시터는 2 개의 20 마이크로 패럿 DC 커패시터처럼 역 직렬로 동작한다. "
endolith

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그리고 당신은 이것을 할 수 있습니다 : electronics.stackexchange.com/questions/21928/…
endolith

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Kortuk의 의견은 두 개의 동일한 전해 커패시터를 연속으로 배치하는 것이 "매우 위험하다"는 소식을 처음 들었습니다.

다음은 Kortuk과 모순되는 내용입니다.

  • "전해 커패시터 ... 양극과 음극 대신 두 개의 양극을 사용하여 비극성 (또는 양극) 장치를 만들 수 있습니다. 또는 두 개의 동일한 장치의 양극 또는 음극을 함께 연결 한 다음 다른 두 단자를 연결할 수 있습니다 비극성 장치를 형성 할 것입니다. " -http : //electrochem.cwru.edu/encycl/art-c04-electr-cap.htm

  • "음극 끝이 중간에 연결된 두 개의 일반 전해액을 직렬로 대체 할 수 있습니다. ... 실제로 비극성 커패시터를 열면 찾을 수 있습니다." -찰스 플래트. "제조 : 전자 제품 : 발견을 통한 학습". O'Reilly Media, Inc., 2009. p. 249. ( http://books.google.com/에서 발췌 )

  • "일반적인 논증은 두 개의 분극 된 전해액을 연속으로 연결하여 비분 극형 커패시터를 만들 수 있는지 여부에 관한 것입니다. 사람들은 몇 년 동안이 일을 해왔지만 아무런 지식이 없었습니다." http://my.execpc.com/~endlr/electrolytic.html

물론, 다수가 투표하는 방식에 상관없이 커패시터는 폭파 될 것이다. 때로는 약자가 맞습니다.


나는 이것이 5V 이하로 머무르는 한 다이오드 문제로 LED와 유사하다고 생각합니다. 제 직장에서 우리는 24V (산업)를 사용하고 동료는 듣지 않았습니다. 이 8 개의 LED 보드는 의료용으로 인증 된 경우 교체 비용이 많이 듭니다.
Kortuk

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100k 정도 직렬 인 경우 LED는 220V에서 일반 다이오드처럼 잘 작동합니다. 그들은 약 100V를 분해하지만 전류가 너무 낮아 심각한 손상을 입을 수는 없습니다 (적어도 며칠은 안 됨).
jpc


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나는 전압 정격을 높이기 위해 그저 해왔으며 우리는 큰 슈퍼 커패시터를 사용하고있었습니다. 그들은 2.7V로 평가되었으며 5V를 원했기 때문에 직렬로 연결했습니다. 우리는 멋진 충전 컨트롤러를 구입했습니다.이 컨트롤러는 둘 다 동일한 충전을 유지하고 병렬로 충전하는 작업을 수행했습니다.

캐패시턴스를 ~ 25 패럿으로 줄 였지만 ESR은 <.1 옴입니다.


(슈퍼) 캡의 직렬 연결의 총 ESR은 무엇입니까? ESR1 + ESR2? 마지막 문장은 직렬 연결이 ESR을 개선했음을 의미합니까?
alexei

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나는 정원 모델 철도의 디지털 제어 기관차를위한 버퍼 커패시터를 구축하기 위해 직렬로 2.7V 정격의 10 개의 3.3F 수퍼캡을 사용했다. 이것은 더티 트랙이나 스위치보다 훨씬 잘 작동합니다. 공칭 전압은 24V입니다.

첫 번째 버전에서는 전압 균형이 맞지 않는 다른 사람이 제안한 회로도를 사용했습니다. 어쨌든 몇 분에 걸쳐 3k3 저항을 방전하여 놀라움을 방지합니다.

두 번째는 커패시터 당 1 % 330 저항을 사용하여 전압의 균형을 유지하므로 수명에 차이가 있는지 확인할 수 있습니다.


이것은 기본적으로 Kortuk의 답변과 같습니다
endolith

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railgun 을 만들려면 =)

직렬로 연결하면 전압 성능이 향상됩니다 (모든 캡의 전압 제한을 직렬로 추가).


Railgun이 고전류를 위해 병렬로 모두 원하지 않습니까?
endolith

아닌 것 같아요? 커패시터는 총 3200V, 정격 3.6kV 피크 충전 및 3088.3uF (측정 된) 커패시턴스의 총 정격을 위해 병렬로 연결된 4 개의 커패시터를 포함하는 직렬로 연결된 8 개의 서브 뱅크로 조립됩니다. "
endolith

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전력선에 연결된 세라믹 커패시터, 특히 단락에 견고합니다. 커패시터가 단락되면 PCB 트레이스를 태울 수 있으며 최악의 경우 화재가 발생할 수 있습니다.


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아마도 사람들은이 구성을 거의 보지 못할 것입니다. 그러나이 트릭을 사용하여 고전압 바이폴라 커패시터를 만들 수 있습니다. 두 개의 동일한 값 커패시터를 캐소드에서 캐소드로 직렬로 연결하고 각 캡의 양극 리드 만 사용하여 회로의 다른 부분에 연결하십시오.

이 트릭은 오디오 장비에서 자주 볼 수 있습니다.

내 두 센트


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이것은 이전 답변에서 언급되었습니다.
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