可以用两个普通的电解电容器制成一个非极性电解电容器吗？

关于这个问题有一些讨论

• 串联连接电容器有哪些原因？
• 串联连接电容器有哪些原因？

我认为并不能最终解决该问题：

• “事实证明，看起来像两个普通电解槽的东西实际上不是两个普通电解槽。”
• “不，不要这样做。它也可以用作电容器，但是一旦经过几伏，它就会烧毁绝缘子。”
• '有点像“你不能用两个二极管制作BJT”
• “这是修补匠不能做的过程”

那么，非极性（NP）电解盖在电气上是否与两个反向串联的电解盖相同？它不能承受相同的电压吗？当组合两端施加大电压时，反向偏置电容会发生什么情况？除实际尺寸外，还有其他实际限制吗？外面的极性有关系吗？

我看不出有什么区别，但是很多人似乎都认为有区别。

摘要：

正如其中一条评论中所述，正在发生一种电化学二极管：

如果电池的温度不高，该膜可透过自由电子，但基本上不能透过离子。当薄膜下面的金属处于负电位时，自由电子在该电极中可用，并且电流流过电池的薄膜。在极性反转的情况下，电解质处于负电位，但是由于电解质中只有离子而没有自由电子，因此电流被阻断。— 亚历山大·格奥尔基耶夫（Alexander M. Georgiev）的电解电容器

通常，电容器不能长时间反向偏置，否则大电流将流过并“通过电化学还原破坏介电材料的中间层”：

电解质可以在短时间内承受反向偏压，但会传导大量电流，并且不能用作非常好的电容器。— 维基百科：电解电容器

但是，当您有两个背对背时，正向偏置电容器会阻止长时间的直流电流流动。

也适用于钽：

对于不可避免发生反向电压偏移的电路位置，两个“背对背”串联的类似电容器...将产生无极性电容器功能...之所以起作用，是因为几乎所有电路电压都在正向偏置电容器两端下降，因此反向偏置的器件只能看到微不足道的电压。

固态钽电容器常见问题解答（FAQ）：

钽电容器中使用的氧化物电介质结构具有基本的整流特性，该特性可阻止电流沿一个方向流动，同时在相反方向上提供低电阻路径。

摘要：

• 是的，可以将“极化”铝“湿电解”电容器合法地“背对背”连接（即与相反极性串联）以形成非极性电容器。

• C1 + C2的电容和额定电压始终相等
  Cvalid = = C1 / 2 = C2 / 2

• Vvalid = C1和C2的电压。

• 有关此机制（可能）的工作方式，请参见最后的“机制”。

普遍假设这样做时，两个电容器具有相同的电容。
所产生的电容器具有每个单独电容器电容的一半。
例如，如果两个x 10 uF电容器串联放置，则最终电容将为5 uF。

我得出的结论是，所得电容器将具有与各个电容器相同的额定电压。（我可能是错的）。

我已经看到这种方法使用了很多年，更重要的是，已经看到了许多电容器制造商的应用笔记中描述的方法。有关此类参考，请参见末尾。

要了解单个电容器如何正确充电，需要相信电容器制造商的声明（“好像它们已被二极管绕过一样工作”）或增加了复杂性，但更容易理解一旦启动该装置的工作原理。
想象一下两个背靠背的电容当Cl完全充电而Cr完全放电时，
如果现在有电流流过串联电路，使得Cl然后放电至零电荷，则Cr的反极性将使其充电至全电压。进一步放电Cl，因此认为极性不正确会导致Cr的充电电压超过其额定电压，也就是说，可以尝试但是这两种设备的规格都超出了规范。

鉴于以上所述，可以回答具体问题：

串联连接电容器有哪些原因？

可以从2个极性帽创建一个双极性帽。
只要注意平衡电压分布，OR即可使额定电压加倍。并联电阻有时用于帮助达到平衡。

“事实证明，看起来像两个普通电解槽的东西实际上不是两个普通电解槽。”

这可以用普通电解来完成。

“不，不要这样做。它也可以用作电容器，但是一旦经过几伏，它就会烧毁绝缘子。”

如果未超过额定值，则工作正常。

'有点像“你不能用两个二极管制作BJT”

已指出进行比较的原因，但不是有效的理由。每个半电容器仍然要与单独使用时遵循相同的规则和要求。

“这是修补匠不能做的过程”

小叮当可以-完全合法。

那么，非极性（NP）电解盖在电气上是否与两个反向串联的电解盖相同？

它是盘绕的，但制造商通常会进行制造更改，以便有两个阳极箔，但结果是相同的。

它不能承受相同的电压吗？

额定电压为单个电容的额定电压。

当组合两端施加大电压时，反向偏置电容会发生什么情况？

在正常操作下，没有反向偏置电容。每个盖帽处理整个AC周期的整个周期，有效地看到半个周期。请参阅上面的说明。

除实际尺寸外，还有其他实际限制吗？

我能想到的没有明显的限制。

外面的极性有关系吗？

否。画出每个电容帽孤立看到的图像，而无需参考“外部”。现在更改其在电路中的顺序。它们看到的是相同的。

我看不出有什么区别，但是很多人似乎都认为有区别。

你是对的。从“黑匣子”的角度来看，它们是相同的。

制造商的示例：

在本应用指南中，铝电解电容器由康奈尔·杜比里尔（Cornell Dubilier）生产，该公司称其为合格且受人尊敬的电容器制造商（年龄分别为2.183和2.184）

• 如果将两个相同值的铝电解电容器背对背串联连接，正极或负极连接在一起，则得到的单个电容器就是电容为一半的非极性电容器。

  这两个电容器对施加的电压进行整流，就像二极管已将其旁路一样。

  施加电压后，极性正确的电容器将获得满电压。

  在非极性铝电解电容器和电动机启动的铝电解电容器中，第二阳极箔代替阴极箔以在单个情况下实现非极性电容器。

与了解整体行动有关的是第2.183页的评论。

• 尽管看起来电容在两个箔之间，但是实际上电容在阳极箔和电解质之间。

  正极板是阳极箔。

  电介质是阳极箔上的绝缘氧化铝。

  真正的负极板是导电的液态电解质，而阴极箔仅连接到电解质。

  这种结构提供了巨大的电容，因为蚀刻箔可以增加超过100倍的表面积，并且氧化铝电介质的厚度小于一微米。因此，所得到的电容器具有非常大的极板面积并且极板彼此紧密地靠近。

添加：

我凭直觉感觉就像奥林所做的那样，应该有必要提供一种保持正确极性的方法。在实践中，电容器似乎很好地适应了启动的“边界条件”。康奈尔·杜比耶尔（Cornell Dubiliers）的“行为就像二极管”需要更好的理解。

机制：

我认为以下内容描述了系统的工作方式。

如上所述，一旦一个电容器在AC波形的一个极端处充满电，另一个电容器完全放电，则系统将正确运行，电荷被传递到一个帽的外部“板”中，并穿过该帽的内部板顶到另一顶并“伸出另一端”。即，一个电荷体在两个电容器之间来回传递，并允许净电荷流入和流出双电容。到目前为止没有问题。

正确偏置的电容器的漏电流非常低。
反向偏置电容器的漏电流更高，并且可能更高。
在启动时，每个半周期都会有一个电容反向偏置，并且有泄漏电流流过。
电荷流可以驱动电容器达到适当的平衡状态。
这就是所谓的“二极管动作”-不是说正式的纠正，而是在不正确的操作偏压下泄漏。
经过多个循环后，将达到平衡。瓶盖朝相反方向“泄漏”，将实现更快的平衡。
这种自我调整机制将弥补任何缺陷或不平等。很整齐。

我知道这已经成功完成了很长时间了，但是值得一试的是它为什么起作用。

我以为我会根据罗素在他的回答中提供的信息进行快速仿真。要点是“仿佛它们被二极管绕过了一样”。这是一个非常近似的近似值，但是它给出了可能发生的情况的图片。

I [D1]和I [D2]表示通过电容的反向电流。最初，其中一个电容会产生短暂的反向电流浪涌，然后对两者都变得很小。I [C1]和I [C2]表示通过电容的电流。这符合100Hz时0.5uF上限的要求。电容电抗

所以峰值电流将是

第三张图中的浅蓝色波是电源电压。第三幅图中的深蓝色和绿色波浪表示每个电容器上看到的电压（每个电容器的+端子相对于-端子）

可以看出，两者都是正确极化的。

是的，可以将两个极化帽合并为有效的单个非极化帽，但有一些限制。每个单独的电容仍然只需要查看其规格范围内的电压。最简单的方法是确保电源电压始终高于或低于施加到非极化电容任一侧的任何电压。然后将两个极化电容背对背连接，并将一个高阻值电阻连接至电源：

请注意，总电容是两个独立电容器的串联组合，如果相等，则每个串联电容器的一半。在上面的示例中，总有效电容为235 uF。

还必须仔细考虑每个电容的电压范围。最坏的情况取决于外部电路的功能。例如，假设两端都保持在10V，那么左端突然下降到0V。紧接步骤之后，中心将以-5V的电压通过15V的电压穿过右帽。还必须考虑到电源信号的1MΩ阻抗。R1必须足够低，以使通过电容的泄漏不会增加太多电压，否则应尽可能高，以免加载信号。

通常，这种技巧应被视为不得已。由于信号通常需要双极性电容器，因此通常可以将其布置为需要较低的双极性电容。在过去的十年中，多层陶瓷盖已取得了显着进步。如果可以用10 uF代替100 uF，陶瓷就可以完成这项工作。

请注意，成对的串联电容器的等效串联电阻（ESR）增加了一倍。由于组件偏离理想模型的情况（接近理想/实际电容的电阻和阻抗应该不大），因此可能会产生不良影响（即释放烟雾）。例如，由于高ESR滤波电容器引起的振铃，诸如LM78xx和LM317之类的IC调节性很差。

我建立了一个TTL振荡器进行检查。讨论部分正确。

如果占空比接近50％，则电容器的工作就像内置二极管一样，并限制了负（错误方向）电压偏移。如果占空比不是50％（在我的情况下约为30％），则一个电容器的负电压偏移约为0 V，另一电容器为1.1V。

除了低功率对称信号应用之外，我将在所有其他产品中包括保护二极管。对于电源应用，肖特基二极管可能是值得的投资。

是的，它可以安全地完成，但是如果您仅遵循某些答案中的建议，恐怕会遇到各种各样的问题。

例如，如果您将中点电阻性地偏置到电源电势，则即使电容器匹配，电容器也可能暴露于电源电势的1.5倍。任何不匹配都会增加可能的最大值，并且根据规格，不匹配可能会很严重：即使+/- 20％也代表1.5：1的最坏情况比率。

依靠离子二极管的背对背连接避免了上述问题，但引入了另一个问题-至少在理论上如此。电容器可能会发生与预期操作不直接相关的低电平泄漏；如果一个电容器泄漏而另一个没有泄漏，则随着时间的流逝可能会引起问题。我对这种情况一无所知，但并联使用廉价的小信号二极管应足以抑制这种影响，因为铝电解电容的导通电流不会明显低于1.5伏（尽管我个人比较喜欢保持长期最多1伏）。（作为一个旁注：除了笨拙的连接器之外，我所见的设备故障的最常见原因是由于电解漏电使电路偏离了预期的偏置条件，因此，

关于安全性的最后说明：使用背靠背偏置的要求表明该对中存在明显的AC信号。这意味着纹波电流。确保不超过纹波电流额定值，并且要注意（取决于类型和设计），电解电容器的纹波电流额定值与频率有关

多年来，我工作的公司制造了数千台使用背靠背电解的仪器。从来没有问题。

这看起来似乎是极其基础的观察分析，但是在正弦波越过零的情况下，我们有两半，例如110V交流电从（+）到（-）峰值为220V。这意味着C1和C2交替地正向和反向偏置到其电解质。正向偏置电容C1两端的正向偏置电压分别为110V，然后在每个正半周期内的C2两端均带正向偏置电压。从四分之一周期来看，上限在其各自的第一季度正周期中充电为正，在第二季度为零排放。110V对一个电容器进行充电和放电，然后对另一个电容器进行交替充电。

但是，假设两个电容器之间都降了110V，一个正向而另一个则反向偏置，那么任何一个电容上的电压降实际上只有55V。也许这不明智，或建议对电解盖反向偏置，但在上述情况下，反向偏置的量仅为实际施加（220）电压的一半或四分之一。按照最佳实践，使用额定电压至少为施加电压两倍且永不超过额定电压一半的电容（每个电容上的1/4掉落）显然无法达到破坏的目的。

我用四个30uf的盖子做到了，所有的东西都相连。一侧取两个pos，另一侧取两个。所有四个电容在150V时均为30uf。随心所欲进行数学运算，但是扬声器工作了33年，直到我不得不更换组件为止，原因仅仅是因为是时候重新分配分频器并为低音扬声器重新起泡了。

请记住，Q = CV。如果您有两个串联的电容器，并且对流经电容器的电流进行积分，则Q值将从一个电容器切换到另一个电容器。但是，两个电容器的串联组合可能有零伏，但仍然有一个每个电容器上的电压非常重要，但电压相等。例如+ 10v + -10v = 0v。

但是，等等，还有另一个考虑。还记得您在第一门电子课程中学到的Q = CV吗？好吧，由于电解电容的容差很容易达到20％，因此电容器上相同的Q会以20％的C幅度变化，或者如果容差沿相反的方向变化，则可能更大，这会导致电压峰值的巨大差异，每个电容器都会看到。

在每个电容器上放置一个二极管以消除可能产生的反向电流的想法是一个很好的解决方案。在交流电条件下，电容器上的电压大部分将非常迅速地均衡。通过这样做，并确保在选择电容器的最大电压时保持保守，您将找到可行的解决方案。

您将遇到的唯一另一个问题是，电解槽不希望被完全充放电。控制纹波比通过交流电要好得多-电容器制造商在其应用笔记中对此进行了说明。

我看到了自己的双极电容，它由两个具有相同值的背对背电子组成，两端带有反向二极管。那是在1988年，当时我刚从Uni出来。当时我不喜欢它们，并发誓不要在任何新产品上进行此操作。使用它们的广播音频产品已成百上千次生产，并且没有失败，所以老板没有让我重新设计它。因此，在这种低纹波电流应用中，可靠性还不错。我当时是在蜜蜂膝盖时在AUDIO PRECISION测试仪上测试上述瓶盖的，我们没人发现瓶盖有任何变形，这不是我所期望的，也不是其他观察测试的人所期望的。另一方面，扬声器分频器网络通常使用已知会失效并取出高音扬声器的双极Eltec帽。在极少数情况下，我更换某人的高音扬声器时，会抛弃双极电声并换成金属膜。