串联连接电容器有哪些原因?


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通常,您是因为要增加总电容同时在某个形状/位置安装组件而并联组合电容器,或者只是通过购买单个较大值的电容器来组合电容器。

串联组合电容器会降低总电容,这种情况并不常见,但是有哪些可能的用途呢?例如,不应使用它来提高额定电压,因为如果不使用泄放电阻器,就不能保证中间电压为直流电压的一半。

Answers:


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我只看到增加电压的效果。在某些具有倍压器的电源前端(AC / DC转换)上,电容器在低压下并联,在高压下串联。这很有效,因为对于恒定功率输出,较低电压下的电流是两倍。

正如您提到的,需要平衡电阻。


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在汽车应用中,我已经看到两个串联的陶瓷电容器可以提高短路安全性。在极端情况下,短路可能会引起火灾,而且我听说至少发生过一次。


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获得UL认证的产品时,我必须做类似的事情。他们的“组件故障”测试包括查看如果内部电容器无法完全短路会发生什么情况。(完全不切实际的测试,但UL会遵守规则,并为此加持。因此,将50,000安培的电源直接短接在两个100A二极管之间。是的,火焰从盒子中逸出了。)外部保险丝,我们串联两个盖帽。这样,如果发生短路,则直流总线本身不会短路。当然,解决此问题的另一种方法是将火焰保持在盒子中。
斯蒂芬·科林斯

@StephenCollings我很好奇你为什么说这是不现实的测试。那是因为您的特定电路还是一般而言?我已经看到陶瓷旁路电容器短路。没有热像仪,几乎不可能找到它。电流受到PS的限制,因此瓶盖本身并未起火。
奥尔塔2014年

就我而言,这是自我修复的电影帽。当然,陶瓷更可能短路。
斯蒂芬·科林斯

“在电压不是问题的地方,串联的两个电容器可以使一个电容器安全地短路–当在初级和次级接地之间添加降低噪声的旁路电容器时,该技术很有用。” ieee.li/pdf/essay/...
endolith

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在生产设计中完成的另一个原因是减少物料清单(BOM)。如果您的设计负载有100 nF的电容,但需要一个〜50 nF,则由于要购买100 nF的电容数量,串联使用两个100 nF的电容通常更便宜,而且还缩短了拾取/放置设置时间。


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有时您会看到电解质以相反的极化方向串联连接。换句话说,无论外部施加什么电压,一个电容始终将被正向偏置。我认为,这就是如何拥有“非极化电解”电容器的情况。

跟进 -

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。尽管与之有着千丝万缕的相似之处,但我看到的设备很可能也具有其他属性。

因此,故事的寓意是,如果您看到看起来像两个电解质背靠背地粘在一起的情况,则很可能是“ NP”电解质,但不要尝试使用常规电解质自己制造一个。(有点像“您不能用两个二极管制作BJT”)

生活和学习,对吗?这就是为什么我们所有人都喜欢我们的stackexchanges。感谢Kortuk的大开眼界。


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不,不要这样做。它也可以用作电容器,但是一旦您通过几伏特,它就会烧毁绝缘体。
Kortuk


@kortuk:我认为这很疯狂,因为如果一个人总是向前偏见,也总是一个反向偏见,但是我告诉你我已经看到这种东西以商业方式出售-也许还有其他事情正在发生。之后是在音频分频电路中。
JustJeff 2010年

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“提供了设计用于交流工作的专用电容器,通常称为“非极化”或“ NP”类型。在这些电容器中,组装前在两个铝箔条上都形成了全厚度的氧化层。交流电循环中,一个或另一个箔带充当隔离二极管,防止反向电流损坏另一个交流电。本质上,一个10微法拉的交流电容器的性能类似于两个反向串联的20微法拉的直流电容器。
endlith 2010年

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:是的,你可以做到这一点electronics.stackexchange.com/questions/21928/...
endolith

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Kortuk在这里的评论是我第一次听说背对背放置两个相同的电解电容器“非常危险”。

以下参考文献似乎与Kortuk相矛盾:

  • “电解电容器...非极性(或双极性)设备可以通过使用两个阳极而不是阳极和阴极来制造,或者可以将两个相同设备的正极或负极连接在一起,然后将另外两个端子连接在一起会形成一个非极性设备。” - http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-c04-electr-cap.htm

  • “您可以用串联的两个常规电解电容器代替...负极的中间连接。实际上,如果您打开一个真正的非极化电容器,这就是您会发现的。” -查尔斯·普拉特(Charles Platt)。“制造:电子:通过发现学习”。O'Reilly Media,Inc.,2009年。249.(摘录可在http://books.google.com/上找到)。

  • “一个普遍的争论是关于是否可以通过背对背放置两个极化电解质来制造非极化电容器。人们已经这样做了多年,据我所知没有任何问题。” http://my.execpc.com/~endlr/electrolytic.html

当然,无论多数投票哪种方式,电容器都会爆炸(或不会爆炸)。有时候失败者是对的。


我认为这与LED问题类似,只要您保持5V或更低的电压就可以了,在我的工作中,我们使用24V(工业)电压,而我的同事没有听。如果这8个LED板通过了医疗应用认证,则需要花费大量更换成本。
2011年

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如果与100k左右串联,LED可以在220V的电压下与普通二极管一起正常工作。它们确实会在100V左右击穿,但电流过低,无法造成任何严重损害(至少几天内不会)。
jpc 2011年


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我只是这样做以提高额定电压,我们使用的是大型超级电容器。它们的额定电压为2.7 V,我们需要5V,因此我们串联连接。我们购买了一个不错的充电控制器,该控制器负责确保它们具有相同的充电,并对其并行充电。

我相信,它使我们的电容降低到了约25法拉,但ESR小于.1欧姆。


(超级)电容串联的总ESR是多少?ESR1 + ESR2?您的最后一句话是否暗示串联改善了ESR?
alexei

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我已经使用了十个串联的,额定电压为2.7V的3.3F超级电容器,为花园式铁路的数控机车构建了一个缓冲电容器。这使其在肮脏的轨道或开关上运行得更好。标称电压为24V。

对于第一个版本,我使用了其他人提出的示意​​图,该示意图无法平衡电压。无论如何,都会有一个3k3电阻在几分钟内放电,以防止意外。

第二个将在每个电容器中使用1%330电阻来平衡电压,我们将看看寿命是否存在差异。


这基本上与Kortuk的答案相同
endolith 2014年

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制作一支猎枪 =)

串联连接可提高电压能力(增加所有串联电容的电压极限)。


轨道炮难道不希望它们全部并联以获得高电流吗?
endlith 2011年

我猜不会?“这些电容器组装在8个串联的子组中,每个子组包含4个并联的电容器,总额定值为3200V标称值,3.6kV峰值电荷和3088.3uF(测得)电容。”
endlith

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为了对短路具有鲁棒性,特别是连接到电源线的陶瓷电容器。如果电容器短路,则可能烧毁PCB走线,甚至更严重,可能会引起火灾。


0

好吧,也许人们很少看到这种配置。但是,该技巧可用于创建高压双极电容器。如果将两个等值电容器串联连接,则阴极到阴极并仅使用每个电容器的正极引线连接到电路的其他部分。

这个技巧在音频设备中很常见。

我的两分钱。


3
在前面的答案中提到了这一点。
JRE
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