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¿Es seguro utilizar condensadores polarizados en serie para formar condensadores no polarizados que se utilizarán para una tensión nominal más alta?

Solución:

Creo que la pregunta es, ¿cómo se puede garantizar que +/- 400 V se distribuya correctamente entre todos los condensadores?

Cuando dos capacitores polarizados idénticos se combinan para formar un capacitor no polarizado, cuando se carga, solo un capacitor se encargará del voltaje, el que tiene la polaridad correcta para ese voltaje y está cargado. Suponemos que el condensador con el voltaje “incorrecto” actuará como un diodo y no se cargará, pero tampoco se dañará. Tengo mis dudas sobre si este será el caso de todos los tipos de condensadores polarizados.

Ahora su caso agrega que también se debe compartir el voltaje. Por tanto, 400 V se comparten equitativamente entre dos condensadores de 200 V. Ambos deben cargarse por igual para que no se produzca ninguna diferencia de voltaje.

En teoría, eso podría funcionar ya que los condensadores se comportarán de manera idéntica, tienen exactamente la misma capacitancia, etc.

Sin embargo, en el mundo real no hay dos condensadores exactamente iguales. Además, el comportamiento de un condensador cambiará con el tiempo. Si un condensador tiene un ligero menos capacitancia, se cargará a más de 200 V. Suponga que una ligera sobretensión provoca más envejecimiento y pérdida de capacitancia. Entonces esta diferencia empeoraría progresivamente con el tiempo.

No confiaría en estos condensadores para “arreglarse solos”. Agregaría resistencias de equilibrio y quizás incluso diodos (que protegen los capacitores con polarización inversa) para minimizar el efecto de los capacitores no coincidentes.

Esto es lo que quiero decir:

esquemático

simular este circuito: esquema creado con CircuitLab

Esto resultaría en un capacitor no polarizado de 400 V de 50 mF ( $ frac {1} {2} C $) donde $ C $ es la capacitancia nominal de cada uno de los 4 capacitores.

La tensión inversa degrada el aislamiento. Es fácil esperar que se solucione pronto cuando se devuelva la polaridad correcta. No lo creo hasta que pueda leerlo de la hoja de datos. Su sistema puede tener estados invertidos durante mucho tiempo. El voltaje inverso puede hacer su trabajo sin perturbaciones.

Algunos electrolíticos pueden soportar un voltaje inverso de 1 V o menos. Considere conectar un diodo sobre cada captador para mantener el voltaje inverso por debajo de 1V. Además, esto no garantiza nada, pero al menos el voltaje inverso no es de decenas de voltios.

En realidad, 2 diodos son suficientes, uno para los que tienen + up y el otro para los que tienen -up, si se reordenan las tapas. Cambie C4 y C1 por esto.

El tipo de condensador sería de vital importancia al considerar el valor de las resistencias en el circuito proporcionado por Bimpelrekkie.

Para los electrolíticos de tecnología más antigua, estos tenían fugas notoriamente, y el valor de filtración variaba en el capacitor incluso cuando era “bueno”. Y especialmente en los voltajes propuestos, para esta tecnología más antigua, alrededor de 450 VCC fue siempre el límite superior para el voltaje continuo en uno (y tal capacitor se habría clasificado en 450 VCC). Por lo general, podrían tener un pico de una fracción por encima de 500 VCC, pero por encima de eso, esperaría una explosión espectacular. Estos electrolíticos también se basaron en una capa muy delgada de aislamiento como dieléctrico, recubierto por acción química sobre aluminio delgado por un electrolito empapado en material absorbente. El aluminio era una placa de condensador y el electrolito era la otra “placa”.

Sobre esa base, incluso teniendo en cuenta el circuito anterior que ciertamente incluye características de seguridad, personalmente esperaría un espectacular “estallido” de uno o más condensadores, y muy pronto. No usaría un circuito de este tipo en nada de lo que diseñé, porque nunca podría confiar en él en una situación operativa del mundo real. Sin embargo, para tratar de hacer las cosas un poco más confiables, reduciría las resistencias de ecualización a 100k cada una y esto haría un mejor trabajo al “combatir” las resistencias internas cambiantes ya veces “bajas” de cada electrolítico.

Me parece que la única intención práctica para cualquiera de los circuitos anteriores es “formar” el dieléctrico en cada condensador alimentando el alto voltaje a través de una resistencia limitadora de corriente (las de 100 ohmios). El dieléctrico se forma por acción electrolítica dentro del condensador húmedo internamente que forma la capa aislante en la placa de aluminio.

Vi una especificación, fuente olvidada, hace muchos años que daba una tolerancia típica para la capacitancia de los electrolíticos de hasta -50% a + 100% (reconozco que probablemente estaban “haciendo un punto”) a pesar de la + o – 20% que los fabricantes estamparon en los dispositivos.

Combinado con sus fugas, mi fuerte consejo sobre lo que quiere hacer con estos condensadores electrolíticos es: “NO lo haga, nunca podrá confiar en ellos ni por un minuto”.

Si “funcionan” una vez formados por el circuito anterior, la capacidad se desplazará por todo el lugar, por lo que no es bueno para los filtros L / C o R / C, y además, los electrolíticos tradicionales no son buenos para la respuesta de alta frecuencia, aunque tal vez yo Estoy hablando de que no valen nada para los filtros a frecuencias tal vez superiores a 100 kHz, de memoria. Además, por su propia naturaleza tienen una ESR (resistencia en serie efectiva) pobre incluso, nuevamente, cuando son “buenas”.

Si tiene espacio, utilice un condensador de “papel engrasado” de alto voltaje. Físicamente mucho más grande, pero muy confiable.

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