Apa beberapa alasan untuk menghubungkan kapasitor secara seri?

27

Biasanya Anda menggabungkan kapasitor secara paralel karena Anda ingin meningkatkan kapasitansi total saat memasang komponen dalam bentuk / posisi tertentu, atau Anda hanya menggabungkan kapasitor dengan membeli kapasitor tunggal dengan nilai lebih besar.

Menggabungkan kapasitor secara seri mengurangi kapasitansi total, dan tidak terlalu umum, tetapi apa beberapa kegunaan yang mungkin untuk itu? Ini tidak boleh digunakan untuk meningkatkan peringkat tegangan, misalnya, karena Anda tidak dapat menjamin bahwa bagian tengah akan berada di setengah tegangan DC dari total, tanpa menggunakan resistor pemeras.

endolit
sumber

Jawaban:

15

Saya hanya melihatnya dilakukan untuk meningkatkan tegangan. Pada beberapa ujung depan catu daya (konversi AC / DC) dengan pengganda tegangan kapasitor paralel pada tegangan rendah dan seri pada tegangan tinggi. Ini bekerja dengan baik karena untuk daya yang konstan keluar arus dua kali lipat pada tegangan rendah.

Seperti yang Anda sebutkan menyeimbangkan resistor diperlukan.

jluciani
sumber
17

Dalam aplikasi otomotif saya telah melihat dua kapasitor keramik secara seri untuk meningkatkan keamanan terhadap celana pendek. Dalam kasus ekstrem, kebakaran dapat memicu kebakaran, dan saya mendengar itu terjadi setidaknya sekali.

starblue
sumber
5
Saya harus melakukan hal serupa ketika mendapatkan produk yang terdaftar di UL. Tes 'kegagalan komponen' mereka termasuk melihat apa yang akan terjadi jika kapasitor internal gagal. (Benar-benar tes yang tidak realistis, tetapi UL adalah stickler untuk aturan, dan memberkati mereka untuk itu. Jadi sumber 50.000 amp disingkat langsung di dua dioda 100A. Ya, api lolos dari kotak.) Untuk lulus tes tanpa perlu mahal sekering eksternal, kami menempatkan dua topi secara seri. Dengan begitu, jika salah pendek, bus DC itu sendiri tidak disingkat. Tentu saja, cara lain untuk mengatasi hal ini adalah dengan membiarkan nyala api di dalam kotak.
Stephen Collings
@StephenCollings Saya ingin tahu mengapa Anda mengatakan bahwa ini adalah tes yang tidak realistis. Apakah itu karena sirkuit spesifik Anda atau secara umum? Saya telah melihat kapasitor bypass keramik gagal. Hampir tidak mungkin menemukannya tanpa kamera termal. Arus dibatasi oleh PS sehingga tutupnya sendiri tidak terbakar.
horta
Dalam kasus saya itu adalah topi film penyembuhan diri. Keramik lebih cenderung pendek, pasti.
Stephen Collings
"Di mana tegangan tidak menjadi masalah, dua kapasitor secara seri memungkinkan satu untuk disingkat dengan aman - suatu teknik yang berguna ketika menambahkan kapasitor bypass peredam bising antara dasar primer dan sekunder." ieee.li/pdf/essay/…
endolith
17

Alasan lain ketika dilakukan dalam desain produksi adalah untuk mengurangi bill of material (BOM) Anda. Jika desain Anda memiliki banyak 100 nF caps tetapi membutuhkan satu ~ 50 nF, seringkali lebih murah untuk menggunakan dua seri 100 nF karena kuantitas yang Anda beli 100 nF's in, dan juga mengurangi waktu setup pick / place.

mikeselectricstuff
sumber
8

Terkadang Anda melihat elektrolitik terhubung secara seri, dengan arah polarisasi yang berlawanan. Dengan kata lain, satu tutup akan selalu bias maju, tidak peduli apa tegangan yang diberikan secara eksternal. Saya percaya, ini adalah bagaimana seseorang sampai pada situasi memiliki kapasitor 'elektrolitik non-terpolarisasi'.

mengikuti -

ternyata apa yang mungkin TERLIHAT seperti dua elektrolitik biasa bukanlah, pada kenyataannya, dua elektrolitik biasa . Terlepas dari kemiripan yang aneh dengan itu, sangat mungkin bahwa perangkat yang saya lihat memiliki properti lain juga.

Jadi moral dari cerita ini adalah, jika Anda melihat apa yang tampak seperti dua elektrolitik yang saling menempel satu sama lain, kemungkinan besar merupakan elektrolitik 'NP', tetapi jangan mencoba membuatnya sendiri dengan elektrolitik biasa. (Seperti "Anda tidak bisa membuat BJT dari dua dioda")

hidup dan belajar, bukan? itu sebabnya kita semua menyukai perubahan stackex kita. terima kasih kepada Kortuk untuk pembuka mata.

JustJeff
sumber
1
Tidak, jangan lakukan ini. Ini akan bertindak sebagai kapasitor juga, tetapi setelah Anda melewati beberapa volt itu akan meledak isolator.
Kortuk
en.wikipedia.org/wiki/Electrolytic_capacitor akan menjelaskannya.
Kortuk
@ kortuk: saya pikir itu gila, karena jika seseorang selalu maju bias, satu juga selalu balikkan bias, tetapi saya katakan Anda telah melihat hal semacam ini dijual secara komersial - mungkin sesuatu yang lain terjadi di sana. fwiw itu berada di sirkuit crossover audio.
JustJeff
3
"Kapasitor khusus yang dirancang untuk operasi AC tersedia, biasanya disebut sebagai jenis" non-terpolarisasi "atau" NP ". Dalam ini, lapisan oksida ketebalan penuh dibentuk pada kedua strip aluminium foil sebelum perakitan. Pada bagian alternatif dari siklus AC, satu atau yang lain dari strip foil bertindak sebagai dioda pemblokiran, mencegah arus balik dari merusak elektrolit yang lain. Pada dasarnya, kapasitor AC 10 mikrofarad berperilaku seperti dua kapasitor DC 20 mikrofarad dalam seri terbalik. "
endolith
2
dan ya Anda bisa melakukan ini: electronics.stackexchange.com/questions/21928/…
endolith
8

Komentar Kortuk di sini adalah pertama kalinya saya mendengar bahwa menempatkan dua kapasitor elektrolitik yang identik secara berurutan "sangat berisiko".

Referensi berikut tampaknya bertentangan dengan Kortuk:

  • "kapasitor elektrolit ... Perangkat non-polar (atau bi-polar) dapat dibuat dengan menggunakan dua anoda, bukan anoda dan katoda, atau satu dapat menghubungkan positif atau negatif dari dua perangkat yang sama secara bersamaan, kemudian dua terminal lainnya akan membentuk perangkat non-polar. " - http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-c04-electr-cap.htm

  • "Anda dapat mengganti dua elektrolitik reguler secara seri ... dengan ujung negatifnya bergabung di tengah ... ... sebenarnya, itulah yang akan Anda temukan jika Anda membuka kapasitor nonpolarized sungguhan." - Charles Platt. "MAKE: Electronics: Learning Through Discovery". O'Reilly Media, Inc., 2009. hlm. 249. (kutipan tersedia di http://books.google.com/ )

  • "Argumen umum adalah tentang apakah Anda dapat membuat kapasitor non-terpolarisasi dengan meletakkan dua elektrolitik terpolarisasi kembali-ke-belakang. Orang-orang telah melakukan ini selama bertahun-tahun, tanpa masalah sepengetahuan saya." http://my.execpc.com/~endlr/electrolytic.html

Tentu saja, kapasitor akan meledak (atau tidak) di mana pun suara terbanyak. Terkadang underdog benar.

davidcary
sumber
Saya pikir ini mirip dengan LED sebagai masalah dioda, selama Anda tinggal di 5V atau lebih rendah Anda baik-baik saja, pada pekerjaan saya, kami menggunakan 24V (industri) dan rekan kerja saya tidak mendengarkan. 8 papan LED itu membutuhkan biaya yang banyak untuk diganti jika disertifikasi untuk aplikasi medis.
Kortuk
1
LED berfungsi dengan baik seperti dioda normal pada 220V jika seri dengan 100rb atau lebih. Mereka memecah sekitar 100V tetapi arus terlalu rendah untuk melakukan kerusakan serius (setidaknya tidak dalam beberapa hari).
jpc
7

Saya hanya pernah melakukannya untuk meningkatkan peringkat tegangan, dan kami menggunakan kapasitor super besar. Mereka diberi nilai 2,7 V dan kami ingin 5V, jadi kami terhubung secara seri. Kami membeli controller pengisian daya yang bagus, yang berfungsi memastikan mereka berdua memiliki muatan yang sama, mengisi daya keduanya secara paralel.

Itu mengurangi Kapasitansi kami menjadi ~ 25 Farad yang saya percaya, tetapi ESR <.1 ohm.

Kortuk
sumber
Berapa total ESR dari koneksi seri caps (super-)? ESR1 + ESR2? Apakah kalimat terakhir Anda menyiratkan bahwa koneksi seri meningkatkan ESR?
alexei
5

Saya telah menggunakan sepuluh supercaps 3.3F yang diberi nilai seri 2.7V untuk membangun kapasitor penyangga untuk lokomotif yang dikendalikan secara digital dari model kereta api kebun. Ini membuatnya berjalan jauh lebih baik di atas trek atau sakelar yang kotor. Tegangan nominal adalah 24V.

Untuk versi pertama saya menggunakan skema yang diusulkan oleh orang lain, yang tidak menyeimbangkan tegangan. Ada resistor 3k3 untuk melepaskannya selama beberapa menit, untuk mencegah kejutan.

Yang kedua akan menggunakan resistor 1% 330 per kapasitor untuk menyeimbangkan tegangan, kita akan melihat apakah ada perbedaan umur panjang.

starblue
sumber
ini pada dasarnya sama dengan jawaban Kortuk
endolith
2

Untuk membuat railgun =)

Menghubungkannya secara seri meningkatkan kemampuan voltase (menambah batas tegangan semua penutup secara seri).

Brad Hein
sumber
Bukankah railgun ingin semuanya paralel untuk arus tinggi?
endolith
Saya rasa tidak? "Kapasitor dirakit dalam 8 sub bank yang dihubungkan secara seri, masing-masing bank berisi 4 kapasitor secara paralel, untuk total peringkat 3200V nominal, muatan puncak 3,6kV, dan kapasitansi 3088,3 uF (diukur)."
endolith
0

Untuk memiliki kekuatan terhadap hubungan pendek khususnya kapasitor keramik yang terhubung ke saluran listrik. Jika kapasitor lebih pendek, dapat membakar jejak PCB atau yang terburuk dapat menyebabkan kebakaran.

BULOI
sumber
0

Yah, mungkin orang jarang melihat konfigurasi ini; Namun, trik ini dapat digunakan untuk membuat kapasitor bipolar tegangan tinggi. Jika Anda menyambungkan dua kapasitor bernilai sama secara seri, katoda-ke-katoda dan gunakan hanya ujung positif dari masing-masing penutup untuk terhubung ke bagian lain dari rangkaian.

Trik ini sangat sering terlihat pada peralatan audio.

Dua sen saya.

Stephen E. Sun
sumber
3
Ini disebutkan dalam jawaban sebelumnya.
JRE