Valores de resistencia de equilibrio para condensadores en serie

Las resistencias de equilibrio están destinadas a garantizar que las diferencias de corriente de fuga entre los condensadores en serie no empujen el voltaje de uno o más de ellos por encima del voltaje nominal. Hay mucho ruido en línea sobre cómo calcularlos. Algunos de ellos abogan por resistencias para dibujar tres veces la corriente de fuga. He visto que sube hasta diez veces la corriente de fuga. El de la pregunta, 10/C, ¿de dónde viene eso? El problema es que esas reglas generales te dejan ciego a lo que realmente está sucediendo. Además, muchos de ellos le dan valores de resistencias que queman tanta electricidad y producen tanto calor residual que esencialmente está colocando pequeños calentadores de espacio al lado de sus condensadores, lo que nunca es bueno. Resulta que calcular la resistencia no es tan difícil. La fórmula general para esto es:

En esencia es simple. R = V/I. En este caso, es el margen de voltaje dividido por la diferencia máxima en la corriente de fuga en sus capacitores. La clave está en conseguir estos dos números.

Vheadroom : este es el más simple de los dos números que necesita. Esta es la cantidad de voltaje adicional con la que tiene que jugar, y es simplemente el voltaje nominal máximo de los condensadores que está usando multiplicado por la cantidad de condensadores que está usando, luego tome eso y reste el voltaje real del bus en todos ellos. En tu caso, 2 x 500V - 900V = 100V. Este es el margen de voltaje con el que debe jugar su circuito.

Imaxdeltaleak- Este es el más difícil y por lo general requiere un poco de estimación. Este valor es la diferencia máxima en la corriente de fuga que puede esperar entre los condensadores de su banco. Si desea estar 100 % seguro, puede utilizar el valor proporcionado por el fabricante para la corriente de fuga máxima en sus condensadores. Esto es visible en las hojas de datos de capacitores de los fabricantes. Por ejemplo Nichicon es 3√(CV) a un máximo de 5mA. Sin embargo, esto supone que uno de sus capacitores tiene la máxima fuga y el otro (o más) no tiene ninguna fuga, lo cual nunca es el caso. La mayoría de los capacitores del mismo valor del mismo fabricante (especialmente si son del mismo lote) tendrán una fuga de aproximadamente la misma cantidad. La regla general que sigo es usar el 20% de la corriente de fuga máxima general como la diferencia máxima en las corrientes de fuga que verá en un grupo de ellos. Entonces:

100k es un buen valor para mantener sus voltajes donde deben estar. En este caso, puede que no sea una idea terrible usar condensadores de 3 x 15000 uF, incluso los de 400 V con una clasificación más baja para dar más margen de voltaje total.

Según tengo entendido, desea hacer un condensador polarizado de 1 kV a partir de dos condensadores polarizados de 500 V:

Las resistencias de purga están destinadas a mantener los voltajes en los capacitores más o menos equilibrados. Está bien hasta ahora, pero esto parece bastante extremo.

¡Las resistencias consumirán ½ A con 1 kV adentro! Eso es 500 W de potencia, y cada resistencia disipará 250 W. Esto podría funcionar si está tratando de hacer una tostadora pequeña, pero entonces no necesitaría los condensadores en absoluto.

Otra forma de ver esto es ver cuándo el resultado parece mayormente capacitivo y cuando mayormente resistivo. El punto de -3 dB de 1 kΩ y 10 mF es 16 mHz. Si todas sus frecuencias estarán sustancialmente por encima de 16 mHz, entonces está bien desde ese punto de vista.

Miraría cuidadosamente el peor de los casos al que estará sujeto este circuito y vería si las resistencias no se pueden hacer mucho más grandes.

Disipar 500 W solo para evitar topes de alto voltaje más caros parece una mala compensación. Mire los límites de 1 kV, y también muestre un par de niveles y vuelva a examinar por qué cree que necesita esto en primer lugar.

interesante pregunta.

• de estas opciones para 10kuF 500V rangos de precio de $137/ea a $341/ea (usd)

• Primero mirando el más barato , UCC pn E37X501CPN103MFM9M

  • resumen indica:

    • Corriente de fuga: 0.02CV(µA) o 5mA, lo que sea menor, >5 minutos a 25'C
    • Tolerancia de capacitancia estándar: +/-20%

  • el peor caso es 5mA @500V = 100kΩ > 5 minutos por lo tanto RC= 1,000 segundos

El problema aquí es que las tapas, como las baterías, tienen un "efecto de doble capa" y un efecto de memoria, así como una fuga de envejecimiento que aumenta con el tiempo y requiere quemar los contaminantes para que la corriente de fuga caiga por debajo del límite nominal en uA.

Pd en 100k=$V^2/R=500^2/100k=2.5W$

• La incertidumbre es la fuga transitoria después de un período de tiempo no utilizado, razón por la cual históricamente los e-caps grandes se cargaron con 100k serie R hasta que el voltaje se cargó por completo y luego se pudo poner en servicio. por lo tanto, depende de qué tan bien coincidan los dos límites para "Equilibrar".

Un arranque suave es un plan seguro o MOV/TVS gemelos a voltaje nominal para equilibrar los condensadores fusionados, pero puede ser difícil de encontrar y no muy preciso.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}