¿Es seguro usar capacitores polarizados en serie para formar capacitores no polarizados que se usarán para un voltaje nominal más alto?

Creo que la pregunta es, ¿cómo se puede garantizar que los +/- 400 V se distribuyan 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 tenga la polaridad correcta para ese voltaje y esté cargado. Suponemos que el capacitor con el voltaje "incorrecto" actuará como un diodo y no se cargará, pero tampoco se dañará. Tengo mis dudas si este será el caso para todo tipo de capacitores polarizados.

Ahora su caso agrega que también se debe compartir el voltaje. Entonces, 400 V se comparten por igual entre dos capacitores de 200 V. Ambos deben cargarse por igual para que no haya diferencia de voltaje.

En teoría, eso podría funcionar ya que los capacitores 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 capacitor cambiará con el tiempo. Si un capacitor tiene un poco menos de capacitancia, se cargará a más de 200 V. Suponga que un ligero sobrevoltaje causa más envejecimiento y pérdida de capacitancia. Entonces esta diferencia empeoraría progresivamente con el tiempo.

No confiaría en estos condensadores para "resolverse solos". Agregaría resistencias de equilibrio y tal vez incluso diodos (que protegen los condensadores polarizados inversamente) para minimizar el efecto de los condensadores no coincidentes.

Esto es lo que quiero decir:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Esto daría como resultado un capacitor no polarizado de 400 V de 50 mF ($\frac{1}{2}C$) dónde$C$es la capacitancia nominal de cada uno de los 4 capacitores.

El voltaje inverso daña el aislamiento. Es fácil esperar que se arregle pronto cuando se devuelva la polaridad correcta. No lo creo hasta que puedo leerlo de la hoja de datos. Su sistema puede tener estados invertidos durante mucho tiempo. El voltaje inverso puede hacer su trabajo sin ser perturbado.

Algunos electrolíticos pueden soportar un voltaje inverso de 1V o menos. Considere conectar un diodo sobre cada condensador 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 + arriba y el otro para los que tienen - arriba, si se reordenan las tapas. Cambia 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 notorias fugas y el valor de legado variaba en el capacitor incluso cuando era "bueno". Y especialmente con los voltajes propuestos, para esta tecnología más antigua, alrededor de 450 V CC siempre fue el límite superior para el voltaje continuo a través de uno (y dicho capacitor habría tenido una capacidad nominal de 450 V CC). Por lo general, podrían tomar un pico de una fracción de más de 500 VCC, pero por encima de eso, esperaría una explosión espectacular. Estos electrolíticos también se basaban en una capa muy delgada de aislamiento como dieléctrico, recubierta 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 dado el circuito anterior que ciertamente incluye características de seguridad, personalmente esperaría una "explosión" espectacular de uno o más capacitores, y muy pronto. No usaría un circuito así 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 y, a veces, "bajas" de cada electrolítico.

Me parece que la única intención práctica para cualquiera de los circuitos anteriores es "formar" el dieléctrico en cada capacitor alimentando el alto voltaje a través de una resistencia limitadora de corriente (las de 100 ohmios). El dieléctrico se forma por la acción electrolítica dentro del capacitor internamente húmedo 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% (concedo que probablemente estaban "haciendo un punto") a pesar de la + o - 20% que los fabricantes estampan en los dispositivos.

Combinado con su fuga, mi fuerte consejo sobre lo que quiere hacer con estos condensadores electrolíticos es: "NO lo haga, nunca podrá confiar en él ni por un minuto".

Si "funcionan" una vez formados por el circuito anterior, la capacidad se desviará por todos lados, 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 tienen valor para los filtros a frecuencias tal vez superiores a 100 kHz, de memoria. Además, por su propia naturaleza tienen una pobre ESR (resistencia en serie efectiva) incluso, de nuevo, cuando son "buenas".

Si tiene espacio, use un condensador de "papel aceitado" de alto voltaje. Físicamente mucho más grande, pero muy confiable.