コンデンサを直列に接続する理由は何ですか?


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通常、コンポーネントを特定の形状/位置に合わせながら総静電容量を増やしたいため、コンデンサを並列に結合するか、より大きな値の単一のコンデンサを購入してコンデンサを結合します。

コンデンサを直列に組み合わせると、総容量が減少し、あまり一般的ではありませんが、いくつかの可能な用途は何ですか?たとえば、ブリーダ抵抗を使用せずに、中央が合計のDC電圧の半分になることを保証できないため、電圧定格を上げるために使用しないでください。

回答:


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私はそれが電圧を上げるために見られただけです。倍電圧器を備えた一部の電源フロントエンド(AC / DC変換)では、コンデンサは低電圧では並列に接続され、高電圧では直列に接続されます。一定の電力を出力する場合、電流は低電圧で2倍になるため、これはうまく機能します。

言及したように、バランス抵抗が必要です。


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自動車用途では、短絡に対する安全性を高めるために直列に2つのセラミックコンデンサを見ました。極端な場合、ショートが火災を引き起こす可能性があり、少なくとも一度は起こったと聞いた。


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ULリストに載っている製品を入手するとき、私は同様のことをしなければなりませんでした。彼らの「コンポーネントの故障」テストには、内部コンデンサが完全に短絡しなかった場合に何が起こるかを調べることが含まれていました。(完全に非現実的なテストですが、ULはルールに固執し、それを祝福します。したがって、50,000アンペアのソースは2つの100Aダイオード間で直接短絡しました。はい、炎は箱から逃げました。)外部ヒューズ、2つのキャップを直列に配置します。そうすれば、ショートしても、DCバス自体はショートしません。もちろん、これを回避する別の方法は、ボックス内に炎を保持することです。
スティーブンコリングズ

@StephenCollingsなぜあなたはそれが非現実的なテストだと言うのか興味があります。それは特定の回路によるものですか、それとも一般的なものですか?セラミックバイパスコンデンサが短絡しないのを見ました。サーマルカメラなしで見つけることはほとんど不可能でした。電流はPSによって制限されていたため、キャップ自体は炎上しませんでした。
オルタ14

私の場合、それは自己回復フィルムキャップでした。セラミックは確かにショートする可能性が高くなります。
スティーブンコリングズ14

「電圧が問題にならない場合は、直列の2つのコンデンサで安全に短絡できる場合があります。これは、ノイズを低減するバイパスコンデンサをプライマリとセカンダリの間に追加するときに便利な手法です。」ieee.li/pdf/essay/...
endolith

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生産設計で行うもう1つの理由は、部品表(BOM)を削減することです。設計に100 nFキャップの負荷があるが、1つの〜50 nFが必要な場合、100 nFを購入する数量のために、2つの100 nFを直列で使用する方が安価であることが多く、ピック/プレースのセットアップ時間も短縮されます。


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分極方向が逆で、電解質が直列に接続されていることがあります。つまり、外部から印加される電圧に関係なく、1つのキャップは常に順方向にバイアスされます。これが、「無極性電解」コンデンサを持つ状況に到達する方法です。

ファローアップ -

2つの通常の電解コンデンサのように見えるかもしれないものことが判明したが、実際には、2つのではない普通の電解コンデンサ。まさにそれと不思議に似ていますが、私が見たデバイスには他の特性もあった可能性が非常に高いです。

したがって、物語の教訓は、2つの電解液が背中合わせにくっついているように見える場合、「NP」電解液である可能性が高いですが、通常の電解液で自分で1つ作ろうとしないでください。(「2つのダイオードからBJTを作成することはできません」などの種類)

生きて学びますよね?だからこそ、私たち全員がスタック交換を愛しています。目を開けてくれたKortukに感謝します。


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いいえ、これをしないでください。それはコンデンサとしても機能しますが、数ボルトを渡すと絶縁体を吹き飛ばします。
コルトゥク


@kortuk:私はそれがおかしいと思う、なぜなら、人が常に順方向にバイアスされている場合、人は常に逆方向にバイアスされているが、私はこの種のものが商業的に売られているのを見たと言う-他の何かがそこで起こっていたかもしれない。それはオーディオクロスオーバーサーキットにありました。
JustJeff

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「通常、「無極性」または「NP」タイプと呼ばれる、AC動作用に設計された特別なコンデンサが利用可能です。これらでは、組み立て前に両方のアルミ箔ストリップに全層の酸化物層が形成されます。 ACサイクル、フォイルストリップの一方または他方はブロッキングダイオードとして機能し、逆電流がもう一方の電解質を損傷するのを防ぎます。
エンドリス

2
:はい、あなたはこれを行うことができますelectronics.stackexchange.com/questions/21928/...
endolith

8

ここでのKortukのコメントは、2つの同一の電解コンデンサを連続して配置することは「非常に危険」だと聞いたのは初めてです。

次の参照はKortukと矛盾しているようです:

  • 「電解コンデンサ...非極性(または双極)デバイスは、アノードとカソードの代わりに2つのアノードを使用することで作成できます。無極性デバイスを形成します。」- http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-c04-electr-cap.htm

  • 「直列に接続された2つの通常の電解コンデンサを置き換えることができます...負の端を中央で結合します。...実際、実際の無極性コンデンサを開いた場合、それがわかります。」-チャールズプラット。「MAKE:Electronics:Learning through Discovery」。O'Reilly Media、Inc.、2009年。249.(http://books.google.com/で入手可能な抜粋)。

  • 「一般的な議論は、2つの分極電解を連続して配置することで非分極コンデンサを作成できるかどうかについてです。人々はこれを長年にわたって行ってきましたが、私の知る限り問題ありません。」http://my.execpc.com/~endlr/electrolytic.html

もちろん、大多数がどのように投票しても、コンデンサは爆発します(または爆発しません)。時々、弱者は正しいです。


これはダイオードの問題としてのLEDに似ていると思います。5V以下にとどまっている限り、私の仕事では24V(産業用)を使用し、同僚は聞きませんでした。これらの8個のLEDボードは、医療用途向けに認定されている場合、交換に多くの費用がかかります。
Kortuk

1
LEDは、100k程度と直列の場合、220Vで通常のダイオードとして正常に機能します。それらは100V付近で故障しますが、電流は低すぎて深刻な損傷を与えることはできません(少なくとも数日間は)。
-jpc


7

電圧定格を上げるためだけにやったことがあり、大きなスーパーキャパシタを使用していました。定格は2.7 Vで、5 Vが必要だったため、直列に接続しました。素敵な充電コントローラーを購入しました。このコントローラーは、両方の充電が同じになるようにし、並行して充電するという仕事をしました。

静電容量は25ファラッドまで減少したと思いますが、ESRは<1オームでした。


(スーパー)キャップの直列接続の合計ESRはいくらですか?ESR1 + ESR2?あなたの最後の文は、シリーズ接続がESRを改善したことを意味しますか?
アレクセイ

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定格2.7Vの3.3Fスーパーキャップを10個直列に使用して、ガーデンモデルの鉄道のデジタル制御機関車用のバッファコンデンサを構築しました。これにより、汚れたトラックまたはスイッチよりもはるかに良好に動作します。公称電圧は24Vです。

最初のバージョンでは、他の人が提案した、電圧のバランスをとらない回路図を使用しました。とにかく3k3の抵抗器があり、数分かけてそれを放電し、驚きを防ぎます。

2つ目は、コンデンサごとに1%330の抵抗を使用して電圧のバランスをとります。寿命に違いがあるかどうかを確認します。


これは基本的にKortukの答えと同じです
endolith

2

レールガンを作るには=)

それらを直列に接続すると、電圧能力が向上します(直列のすべてのコンデンサの電圧制限を追加します)。


レールガンは、高電流のためにそれらをすべて並列にしたくないですか?
エンドリス

違いますか?「コンデンサは、直列に配線された8つのサブバンクに組み立てられ、各バンクには4つのコンデンサが並列に含まれ、合計定格は公称3200V、ピーク充電3.6kV、および測定値3088.3uFです。」
エンドリス

0

電力線に接続されている、特にセラミックコンデンサの短絡に対して堅牢性を持つため。コンデンサが短絡すると、PCBトレースが焼損したり、最悪の場合、火災を引き起こす可能性があります。


0

おそらく、この構成はめったに見られないでしょう。ただし、このトリックを使用して、高電圧バイポーラコンデンサを作成できます。2つの等しい値のコンデンサを直列に直列接続し、陰極と陰極を接続し、各キャップの正極リードのみを使用して回路の他の部分に接続します。

このトリックは、オーディオ機器でよく見られます。

私の2セント。


3
これは以前の回答で言及されています。
JRE
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