Condensadores en serie, capacitancia equivalente para reducir la tensión nominal

Por ejemplo, necesito un condensador de 100uF 60V para filtrar la fuente de alimentación. La fuente de CC es de aproximadamente 40 V, pero tengo condensadores de 400 uF y 20 V.

Si coloco cuatro de ellos en serie, obtengo un total de 100 uF y cada capacitor tiene una caída de voltaje de 10 voltios según la fuente de CC.

Entonces, ¿puedo reemplazar los capacitores de 100uF 60V con cuatro capacitores de 400uF 20V en serie? ¿Están bien los condensadores de 20 V?

¿Cómo puedo diseñar resistencias simétricas para ello?

¿Cuál es el valor de fuga de CC más alto para los condensadores de 20 voltios? Si no lo sabe, lea la hoja de datos. Si no puede encontrar una hoja de datos, compre un condensador clasificado para el voltaje correcto.
Sí, tienes razón si está disponible, ¿por qué no comprar la gorra que necesito? Sin embargo, recientemente leí un artículo de investigación sobre fuentes de alimentación de alto voltaje, para filtrar el voltaje rectificado usan un banco de capacitores con un valor de 1.2 mF, el voltaje en el circuito era de 800V. Entonces, cómo diseñar un banco de capacitores de este tipo es el propósito de mi pregunta. Sí, hay algunos términos específicos en esta pregunta, pero necesito al menos una visión general de cómo diseñar un banco de capacitores de este tipo.
Esto no es realmente un sitio de discusión.
Recientemente hice esta pregunta de otra manera, la cerré como respondida. Pero este problema vuelve a surgir electronics.stackexchange.com/questions/396887/…
La protección OVP y el equilibrio de la batería BMS en cadenas de CC de alto voltaje son problemas similares que suelen realizar los limitadores de voltaje activos para el voltaje no coincidente y el flujo de corriente esperado y las tolerancias no coincidentes después del envejecimiento. En su caso, 4 MOV pueden funcionar, pero depende del aumento de corriente de arranque. ¿No preferirías obtener las piezas correctas?
Sí, tiene razón, es mejor elegir las piezas correctas si la disposición en serie tiene términos y consecuencias tan especiales. Simplemente, traté de entender mejor este tema, por eso planteé esta pregunta. Gracias, @TonyEErocketscientist.
Pruebe el simulador cct de Falstad y coloque valores reales de tolerancia en el peor de los casos desequilibrados para cada C,ESR en serie con una corriente de paso. tinyurl.com/y9egwc35 Es posible que lo hagas funcionar sin problemas o que tengas gorras realmente malas o gorras geniales

Respuestas (3)

Deberá incluir una escalera de resistencia paralela para estabilizar los voltajes de los nodos. Los valores de la resistencia deben ser lo suficientemente altos para que el paso bajo sea efectivo.

F C = 1 2 π R C
y lo suficientemente bajo para garantizar un punto de funcionamiento seguro (más pequeño que la fuga de los condensadores). Esto le costará algo de energía adicional.

¿Podría unirse a la discusión bajo pregunta? Por favor, lee mi comentario. ¿Es este enfoque (disposición en serie) aplicable también en valores más altos?
@MaxRock sí, seguro que puedes hacerlo con altos voltajes. No espero que los reactores causen ningún problema, sin embargo, debe verificar el comportamiento de CA de los capacitores para aplicaciones conmutadas. Los condensadores electrolíticos (¿dijiste que los usarías?) son bastante malos para estabilizar transitorios rápidos.
¿Qué tipo de topes son más aplicables para este problema?
@MaxRock hay bastantes opciones: ti.com/jp/lit/pdf/slyt639
Los valores R requeridos para equilibrar el 20% de tolerancia C no son efectivos, si fueran HV Caps, se necesitan piezas similares a Zener para OVP, aquí solo use las piezas correctas y tenga en cuenta que cuando C se degrada en valor con la temperatura, acelerará más rápido hasta fallar . -1 por sugerir un equilibrio R simple en C grandes, normalmente elegido para piezas con ESR bajo.

Bueno, tienes 4 capacitores de 400uF/20V. para hacer una capacitancia de 100uF, puede hacer un circuito en serie a partir de ellos y para simetrizar debe hacer una resistencia de 1Mohm en paralelo con cada capacitor de 400uF. Con esta combinación, ha creado un circuito que es equivalente a un capacitor de 100uF/80V que podría tolerar 80V como máximo. Por problemas de confiabilidad, puede usar solo el 80% de esto, por lo tanto, su circuito no debe tener más de 0.8 * 80 == 64V. Debido a su necesidad de un capacitor de 100uF/60V, parece estar bien, pero tenga cuidado de que reducir la cantidad de componentes aumentará la confiabilidad y los costos de producción, y esta solución es buena cuando tiene razones sólidas. Por ejemplo, el capacitor de 100uF/60V es demasiado grande para la carcasa del sistema o para tolerar los choques g.

En las fuentes de alimentación conmutadas de la PC de escritorio, puede ver dos capacitores de 220uF~680uF/200V en su región de alto voltaje (entrada == 220V CA). Estos capacitores también están simetrizados con dos resistencias de 1 Mega Ohm y se fabrican en un volumen muy alto con suficiente confiabilidad. Desktop SPSS ha utilizado esta combinación porque para reducir la ondulación de 100 Hz de la salida de CC, necesita el condensador más grande que pueda instalarse en la carcasa y tolerar 400 V. El valor regulado del voltaje de la línea de entrada de 220 V CA es de alrededor de 308 V CC y las tapas deben funcionar correctamente, por lo tanto, la combinación de tapas en el SPSS de escritorio debe ser capaz de tolerar 400 V (el 80 % es 320 V, lo suficientemente cerca de 308 V CC)

Sí, como usted dice, las tapas de 4x 400uF en serie dan 100uF y si tienen una clasificación de 20V cada una, la clasificación total será de 80V, que está por encima de su especificación, por lo que debería estar bien.

Incorrecto porque no ha tenido en cuenta las diferentes resistencias de fuga en cada uno. Tres pueden tener diez veces más fugas que el restante y esto significará que dos tercios del voltaje aparecerán en un solo capacitor. ¿No leíste el bit en la pregunta sobre simetrizar resistencias?
No, eso no estaba presente en la pregunta cuando publiqué mi respuesta. ¿Conoces algún método para calcular dónde se verá exactamente el voltaje?
Condensadores en serie, capacitancia equivalente para reducir la tensión nominal
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