¿Cómo aumento el límite de voltaje conectando los mismos condensadores?

Conectar dos capacitores idénticos en serie, cada uno con un umbral de voltaje v y una capacitancia c , resultará en una capacitancia combinada de 1/2 c y un umbral de voltaje de 2 v .

Sin embargo, es mucho mejor obtener un solo capacitor que cumpla con el umbral de voltaje más alto por sí solo, ya que la combinación de capacitores en serie también conducirá a una resistencia en serie efectiva (ESR) más alta. En el escenario anterior, duplicará la ESR. Una ESR alta puede causar efectos no deseados o catastróficos en los circuitos que no están diseñados para manejarla.

Ver más aquí: ¿ Cuáles son algunas razones para conectar capacitores en serie? y aquí ¿Puedes hacer un capacitor electrolítico no polar con dos capacitores electrolíticos regulares?

EN CC

Si tiene dos condensadores nominales de 100 V en serie, no puede suponer que la combinación de los dos será de 200 V. Las corrientes de fuga ligeramente diferentes significarán que una tapa tiene más voltaje que la otra.

Esto se puede mitigar agregando resistencias a través de cada capacitor que tengan valores más bajos que la resistencia de fuga efectiva de los capacitores. Si la tapa tiene una fuga R de (digamos) 10M$\Omega$, ve por 1M$\Omega$resistencias Cualquier variación se reducirá en aproximadamente 10: 1 PERO, le sugiero que no obtenga una clasificación de voltaje superior a 1.9 x original.

EN CA

Esto está determinado por los valores del capacitor, por lo que si un capacitor es más pequeño que el otro, recibirá más voltios de CA a través de él.

El caso hipotético de capacitores ideales que son perfectamente idénticos en las clasificaciones de voltaje y corriente de fuga, se describe bien en las respuestas existentes. En la práctica, las cosas se complican un poco.

Si la carga en la aplicación tiene un ciclo de trabajo alto, se requiere un balanceo activo de los capacitores conectados en serie para proteger los capacitores de una falla prematura. Esto se puede hacer con componentes discretos, pero también hay disponibles circuitos integrados de equilibrio de condensadores altamente integrados y especialmente diseñados.

Si bien los condensadores electrolíticos de uso general son sensibles a los voltajes sobrevalorados, los condensadores no electrolíticos, como los de mica o cerámica, lo son menos. Los más sensibles son los condensadores eléctricos de doble capa (supercondensadores), que también suelen estar clasificados para voltajes bastante bajos, lo que hace que el problema sea más relevante en los diseños de circuitos de voltaje moderado.

Por lo tanto, los circuitos integrados de equilibrio activo de condensadores se utilizan con mayor frecuencia para bancos de supercondensadores, como los condensadores de búfer de audio para automóviles. Un ejemplo es el Texas Instruments BQ33100 Super Capacitor Manager , que puede gestionar de 2 a 5 o incluso 9 supercapacitores o condensadores convencionales en serie.

Por supuesto, para los capacitores electrolíticos convencionales, es simplemente más rentable usar un capacitor con una clasificación de voltaje más alta, o un grupo de capacitores de valor más bajo de alto voltaje en paralelo.

En un nivel más simple, para aplicaciones de ciclo de trabajo bajo/carga baja, se puede adoptar un enfoque de equilibrio pasivo. Esta nota adjunta de Maxwell Technologies describe el enfoque, que consiste en una resistencia en paralelo con cada capacitor, en una disposición en escalera. Las resistencias están dimensionadas para "dominar la corriente de fuga total de la celda" normalmente 10 veces la corriente de fuga máxima de los condensadores objetivo.

De una respuesta a otra pregunta , aquí hay un arreglo de equilibrio tan pasivo:

Los condensadores conectados en serie suman sus tolerancias de tensión. (Esto es cierto si sus valores de capacitancia son idénticos).

Tenga en cuenta que el valor de capacitancia equivalente de los capacitores en serie es menor que cualquier valor individual de acuerdo con la fórmula: