¿Aumentar la clasificación de voltaje del capacitor usando múltiples capacitores?

Estoy tratando de encontrar un pequeño condensador de 1000 µf para mi escudo Arduino. El escudo es un sintetizador digital que funciona con la potencia regulada de 5v de Arduino. Después de descubrir que el suministro de 5v del Arduino es increíblemente ruidoso cuando se usa para generar sonido mientras está conectado al puerto USB de mi computadora, abrí una tapa de 1000 µf y todo estuvo bien.

Ahora estoy tratando de encontrar una solución más compacta, ya que la tapa masiva de 1000 µf que cuelga del escudo es demasiado grande, además se interpone en el camino de las conexiones del cabezal y otros componentes en mi placa, lo que dificulta apilar el escudo. con otros escudos Arduino.

He encontrado algunas tapas bonitas y compactas de 1000 µf, están basadas en óxido de niobio y, por lo tanto, tienen una clasificación de voltaje bastante baja.

Enlace a la parte de Farnell

Mi pregunta es la siguiente: ¿Puedo usar más de un capacitor de óxido de niobio para aumentar el manejo de voltaje máximo?

Los condensadores que me interesan tienen un voltaje máximo de 4v, me gustaría duplicar eso, el voltaje que tendrán que manejar nominalmente será de 5v, sin embargo, me gustaría tener un poco de espacio libre.

Gracias.

Si las tapas tienen fugas, agregar una resistencia de alto valor a través de cada una ayuda a mantener los voltajes equilibrados. Rparalell << R fuga de tapa efectiva.
Gracias @Endolith, ¡no vi esa pregunta!

Respuestas (2)

Puede poner condensadores en serie, pero eso rara vez funciona mejor que obtener la tapa correcta en primer lugar. Como dijo Steven, dos de las mismas tapas en serie tienen el doble de voltaje nominal pero la mitad de capacitancia.

También debe tener cuidado de que el nivel de CC del nodo entre las tapas sea aproximadamente la mitad del voltaje. Si una tapa tiene un poco más de fuga que la otra, y esto es bastante posible, entonces el nodo medio no estará cerca de la mitad y se excederá la clasificación de voltaje de una de las tapas. Una forma de lidiar con esto es colocar una fuga deliberada alrededor de cada tapa que sea significativamente mayor que su fuga real. En otras palabras, coloque una resistencia en cada tapa. Haga que estas resistencias sean lo más altas posible, pero que aún tengan varias veces la corriente de fuga de la tapa que fluye a través de ellas. Las resistencias forman un divisor de voltaje que mantiene el punto medio en aproximadamente la mitad del voltaje.

Sin embargo, todo esto es una chapuza en torno a su problema original. Desea alimentar algo a 5V y solo tiene disponible un suministro ruidoso de 5V. Poner un gran límite de 1 mF en este suministro aparentemente atenúa el ruido lo suficiente, pero también hay otras formas. ¿Cuánta corriente consumen las partes sensibles al ruido de su circuito? Si está limitado a 100 o incluso 200 mA, entonces un "inductor de chip" de ferrita en serie con el suministro seguido de una tapa de cerámica de 20 µF a tierra podría ser todo lo que necesita.

Probablemente, un mejor enfoque general es crear localmente sus propios 5V a partir del voltaje más alto que Arduino también tiene disponible. No sé con qué voltaje funciona el Arduino, pero en algún lugar de su sistema debe haber un voltaje más alto con algún tipo de regulador que genere los 5V que usa el Arduino. Eso le da más margen para dejar caer un poco de voltaje en un filtro antes de su regulador. El filtro elimina las frecuencias altas del voltaje más alto y la electrónica activa en el regulador luego se ocupa de las frecuencias bajas restantes. Eso debería producir 5V agradables y limpios, independientes del Arduino y, por lo tanto, sin el ruido del Arduino. Otra ventaja de esto es que no sobrecarga el suministro de 5V de Arduino. No sé cuánta capacidad de corriente adicional tiene ese suministro, pero probablemente no sea una gran cantidad.

Gracias por tu respuesta detallada. Me ha dado algunas opciones para considerar, ciertamente parece que hay una mejor opción que usar una gorra grande y vieja. El filtro LC suena como una gran opción. Estoy regulando los 5v voltios a 3.3v de todos modos, por lo que algunas pérdidas intermedias probablemente estarán bien. ¡salud!
¿Qué tipo de valor sugeriría para el inductor? ¿O hay una fórmula que se puede usar para calcular una buena?
@Majenko: el punto es reducir las frecuencias altas lo suficiente para que el circuito activo en un regulador de voltaje pueda manejar las restantes. Por lo general, hasta unos pocos 10s de kHz está bien. Por ejemplo, a menudo uso algunas ferritas 950nH 600mOhm 200mA 0805. Con una capacitancia de 22uF después de estos, obtiene un polo a 12 kHz de la acción RC y otros dos polos a 35 kHz de la acción LC. Eso suele ser lo suficientemente bueno.

Sí, puede, pero colocar dos capacitores en serie reduce a la mitad su capacitancia , por lo que tendrá que colocar dos conjuntos de capacitores en serie en paralelo. No sé si eso será más compacto que un solo 1000 m Tipo F/6.3V. Costoso será en cualquier caso...

AVX tiene algunos tantalios SMD compactos , 1000 m F/6.3V.

Correcto O, sospechaba que ese podría ser el caso. ¡Siempre hay una compensación! Tienes razón, 4 condensadores de óxido de niobio son demasiado caros, creo que podría estar considerando usar un electrolítico de 8 mm de diámetro en un paquete axial, para poder colocarlo en el tablero.
Tenga en cuenta también que es posible que desee una resistencia (valor alto, por ejemplo, 1 M ohm) en paralelo con cada capacitor para asegurarse de que cualquier desajuste en la fuga de cada capacitor no resulte en un voltaje desproporcionadamente alto en uno de ellos.
@Stevenvh: esos tantalios se ven bien, 6.3v no me darán mucho espacio para la cabeza, pero supongo que no es un problema tan grande en comparación con las tapas electrolíticas. Además, ya tengo un par de tantalios en mi tablero, un par más no me hará daño ;)