Können Sie einen unpolare Elektrolytkondensator aus zwei regulären Elektrolytkondensatoren machen
Es gab einige Diskussionen über diese Frage
die ich sehe nicht abschließend geklärt, wie werden:
- „Stellt sich heraus, dass das, was wie zwei gewöhnliche Elkos aussehen könnte nicht in der Tat, zwei gewöhnliche Elkos.“
- „Nein, tu das nicht. Es wird als Kondensator wirkt auch, aber wenn man ein paar Volt passieren wird es den Isolator ausblasen.“
- ‚Ein bisschen wie‚Sie können keine BJT aus zwei Dioden machen‘‘
- „Es ist ein Prozess, ein Tüftler nicht tun kann“
So ist eine unpolare (NP) elektrolytische Kappe elektrisch identisch zu zwei Elkos in umgekehrter Reihe, oder nicht? Ist es nicht die gleichen Spannungen überleben? Was passiert mit der umgekehrt vorgespannten Kappe, wenn eine große Spannung über die Kombination gelegt wird? Gibt es praktische Grenzen andere als physikalische Größe? Spielt es eine Rolle, welche Polarität auf der Außenseite ist?
Ich sehe nicht, was der Unterschied ist, aber eine Menge Leute dort scheinen zu denken, ist eins.
Der Film ist durchlässig für freie Elektronen, aber im wesentlichen undurchlässig für Ionen, sofern die Temperatur der Zelle nicht hoch ist. Wenn das Metall der Film wird auf einem negativen Potential zugrunde liegen, werden freie Elektronen in dieser Elektrode zur Verfügung, und der Strom der Folie der Zelle fließt. Mit der Polarität umgekehrt wird, wird der Elektrolyt mit dem negativen Potential ausgesetzt, aber da es in dem Elektrolyten wird der Strom blockiert nur Ionen und keine freien Elektronen sind. - Der Elektrolytkondensator von Alexander M. Georgiev
Normalerweise kann ein Kondensator nicht in Sperrichtung gepolt wird für lange oder große Ströme fließen und „die mittlere Schicht aus dielektrischem Material über elektrochemische Reduktion zerstören“:
Ein elektrolytisches kann eine Sperrvorspannung für kurze Zeit standhalten, aber signifikanten Strom leiten und nicht als einen sehr guten Kondensator zu handeln. - Wikipedia: Elko
Wenn Sie jedoch haben zwei Back-to-back, die vorwärts vorgespannte Kondensator eine verlängerte Gleichstrom fließt, verhindert.
Für Schaltungspositionen, wenn umgekehrte Spannungsausschlägen unvermeidbar sind, zwei ähnliche Kondensatoren in Reihe geschaltet sind „Rücken an Rücken“. wird schaffen Funktion einer nicht-polaren Kondensators. Das funktioniert, weil fast die gesamte Laufspannung über die Vorwärtsrichtung betrieben Kondensator fällt gelassen wird, so dass das umgekehrt vorgespannte Gerät nur eine vernachlässigbare Spannung sieht.
Ja „polarisierte“ Aluminium „Nass-Elektrolyt“ Kondensatoren berechtigterweise verbunden werden können „back-to-back“ (dh in Reihe mit entgegengesetzten Polaritäten) einen unpolare Kondensator zu bilden.
C1 + C2 immer gleich der Kapazität und Spannung
Ceffective = = C1 / 2 = C2 / 2
Veffective = vrating von C1 - C2.
Siehe „Mechanism“ am Ende dafür, wie diese (vermutlich) funktionieren.
Es wird allgemein angenommen, dass die beiden Kondensatoren identische Kapazität haben, wenn dies geschehen ist.
Die sich ergebende Kondensator mit der Hälfte der Kapazität jedes einzelnen Kondensators.
zB wenn zwei x 10 uF Kondensatoren, die in Reihe angeordnet sind, wird die resultierende Kapazität 5 uF sein.
Ich habe diese Methode bei vielen Gelegenheiten über viele Jahre verwendet gesehen und, mehr importanttly die in Application Notes von einer Anzahl von Kondensator-Hersteller beschriebenen Verfahren gesehen haben. Siehe am Ende für eine solche Referenz.
Zu verstehen, wie die einzelnen Kondensatoren richtig erfordert in den Kondensator-Hersteller Anweisungen (entweder Glauben geladen werden oder zusätzliche Komplexität BUT zu verstehen, wie die Anordnung funktioniert „handeln, als ob sie durch Dioden umgangen worden waren“ sofort in Angriff einfacher ist.
Stellen Sie sich zwei Back-to-Back-Kappen mit Cl vollständig aufgeladen und Cr vollständig entladen.
Wenn nun ein Strom, obwohl die Reihenschaltung geführt wird, so dass Cl dann auf Null Ladung entlädt sich dann die umgekehrte Polarität von Cr wird dazu führen, dass die volle Spannung aufgeladen werden. Versuche, zusätzlichen Strom zu übernehmen und zur weiteren Entlastung Cl es so Falschpolung annimmt, Cr ist Ladung oberhalb der Nennspannung führen würde. dh es könnte versucht werden, würde aber außerhalb spec für beide Geräte sein.
In Anbetracht des Vorstehenden können die spezifischen Fragen zu beantworten:
Was sind einige Gründe, Kondensatoren in Reihe zu schalten?
Kann eine bipolare Kappe aus 2 x Polkappen erstellen.
OR kann doppelte Nennspannung, solange darauf geachtet wird, Spannungsverteilung zu balancieren. Paralleld Widerstände sind manchmal Balance zu helfen zu erreichen verwendet.
„Stellt sich heraus, dass das, was wie zwei gewöhnliche Elkos aussehen könnte nicht in der Tat, zwei gewöhnliche Elkos.“
Dies kann mit oridinary Elkos erfolgen.
„Nein, tu das nicht. Es wird als Kondensator wirkt auch, aber wenn man ein paar Volt passieren wird es den Isolator ausblasen.“
Funktioniert OK, wenn Bewertungen nicht überschritten werden.
‚Ein bisschen wie‚Sie können keine BJT aus zwei Dioden machen‘‘
Grund für den Vergleich wird festgestellt, aber kein gültiges ein. Jede Hälfte Kondensator steht noch unter gleichen Regeln und Anforderungen, wie wenn sie allein stehen.
„Es ist ein Prozess, ein Tüftler nicht tun kann“
Bastler können - völlig legitim.
So ist eine unpolare (NP) elektrolytische Kappe elektrisch identisch zu zwei Elkos in umgekehrter Reihe, oder nicht?
Es coild sein, aber die Hersteller in der Regel eine Produktionsänderung machen, so dass es zwei Anodenfolien, aber das Ergebnis ist das gleiche.
Ist es nicht die gleichen Spannungen überleben?
Betriebsspannung ist, dass eine einzelne Kappe.
Was passiert mit der umgekehrt vorgespannten Kappe, wenn eine große Spannung über die Kombination gelegt wird?
Im Normalbetrieb ist es KEINE umgekehrt vorgespannte Kappe. Jede Kappe Griffe einen vollen Zyklus von AC ganzen halben Zyklus effektiv zu sehen. Siehe meine Erklärung oben.
Gibt es praktische Grenzen andere als physikalische Größe?
Keine offensichtliche Einschränkung, die ich mir vorstellen kann.
Spielt es eine Rolle, welche Polarität auf der Außenseite ist?
Nr Zeichnen Sie ein Bild von dem, was jeder Kappe sieht in Isolation ohne Bezug auf das, was „außerhalb. Jetzt ihre Reihenfolge in der Schaltung ändern. Was sie sehen, ist identisch.
Ich sehe nicht, was der Unterschied ist, aber eine Menge Leute dort scheinen zu denken, ist eins.
Du hast Recht. Funktionell von einer „Black Box“ Sicht sind sie gleich.
In diesem Dokument Application Guide, Aluminium-Elektrolytkondensatoren von Cornell Dubilier, kompetenten und angesehenen Kondensatoren-Herstellern heißt es (nach Alter 2,183-2,184)
Wenn zwei, am selber Wert, Aluminium-Elektrolytkondensatoren in Reihe geschaltet sind, Rücken an Rücken mit den positiven Anschlüssen oder den negativen Anschlüssen verbunden ist, ist der resultierende einzelne Kondensator ein unpolares Kondensator mit der Hälfte der Kapazität.
Die beiden Kondensatoren korrigieren, die angelegte Spannung und handeln, als ob sie durch Dioden umgangen worden waren.
Wenn Spannung angelegt wird, wird die korrekte Polarität Kondensator die volle Spannung.
In nicht-polaren Aluminium-Elektrolytkondensatoren und Motor-Start-Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren, die eine zweite Anodenfolie Substitute für die Kathodenfolie mit einem nicht-polaren Kondensator in einem einzigen Fall zu erreichen.
Die positive Platte ist die Anodenfolie;
das Dielektrikum ist das isolierende Aluminiumoxid auf der Anodenfolie;
die wahre negative Platte ist der leitfähige, flüssige Elektrolyt und die Kathodenfolie verbindet lediglich zu dem Elektrolyten.
Diese Konstruktion liefert colossal Kapazität, da die Folien Ätzen kann Oberflächenbereich mehr als die 100-fache erhöht und das Aluminiumoxid-Dielektrikum geringer ist als ein Mikrometer dick. Somit ist die sich ergebende Kondensator sehr großen Plattenfläche, und die Platten sind äußerst nahe beieinander.
Ich fühle mich intuitiv wie Olin tut, dass es notwendig sein sollte, ein Mittel zur Aufrechterhaltung der richtigen Polarität zu liefern. In der Praxis scheint es, dass die Kondensatoren eine gute Arbeit der Aufnahme die Start „Randbedingung“ zu tun. Cornell Dubiliers „wirkt wie eine Diode“ besseres Verständnis braucht.
Ich denke, die folgenden wird beschrieben, wie das System funktioniert.
Wie oben beschrieben, sobald ein Kondensator ist an einer Extrem der Wechselstromwellenform und die anderen vollständig entladen dann dem System arbeitet korrekt, mit Ladung wird weitergegeben an die Außen „Platte“ aus einer Kappe, gegenüber Innenplatte, die vollständig aufgeladen Kappe an der anderen Kappe und „aus dem anderen Ende“. dh ein Körper des Ladungstransfers zu und von zwischen den beiden Kondensatoren und ermöglicht Nettoladung Strom zu und von durch die Doppeldeckel. Kein Problem bisher.
Ein korrekt vorgespannter Kondensator hat eine sehr geringe Leckage.
Ein in Sperrichtung vorgespannter Kondensator hat höhere Leckage und möglicherweise deutlich höher.
Beim Start einer Kappe umgekehrt vorgespannt auf jeden Halbzyklus und Leckstrom fließt.
Der Ladestrom, wie beispielsweise die Kondensatoren in Richtung der richtig ausgeglichenen Zustand zu fahren.
Dies ist die „Diodenwirkung“ bezeichnet - nicht formale Berichtigung pro sagen, aber Leckage unter falscher Betrieb Voreingenommenheit.
Nach einer Anzahl von Zyklen Gleichgewicht erreicht werden. Die „leakier“ die Kappe in der umgekehrten Richtung, desto schnelles Gleichgewicht erreicht wird.
Etwaige Mängel oder Ungleichheiten werden durch diese selbst Verstellmechanismus kompensiert. Sehr gepflegt.
Ich bin mir bewusst, das erfolgreich für Alter getan wurde, aber warum funktioniert es ist ein Blick wert.
Ich dachte, ich würde eine schnelle Simulation auf der Basis der Informationen von Russell in seiner Antwort gegeben einrichten. Der Hauptpunkt der „handeln, als ob sie durch Dioden umgangen worden waren“, die Teil. Es ist eine sehr grobe Annäherung, aber es gibt ein Bild von dem, was passiert sein könnte.
Die I [D1] und I [D2] stellen den Rückstrom durch die Kappen. Zunächst eine der Kappen einen kurzen Anstieg des Rückstroms bekommt, dann wird es minimal für beide. Die I [C1] und I [C2] stellen den Strom durch die Kapazität. Diese erfüllen die Erwartungen eines 0.5uF Kappe bei 100Hz. Die kapazitive Reaktanz
So Spitzenstrom wird
Die hellblaue Welle in dem dritten Diagramm ist die Versorgungsspannung. Die dunkelblauen und grüne Wellen in dem dritten Graphen repräsentieren die Spannung an jedem Kondensator (+ -Anschluss mit Bezug auf - Anschluß jedes) gesehen,
Wie zu sehen ist, sind beide richtig polarisiert.
Ja, ist es möglich, zwei polarisierte Kappen in eine wirksame einzige nicht-polarisierten Kappe zu verbinden, aber mit einigen Einschränkungen. Jede einzelne Kappe muss noch nur Spannungen innerhalb seiner Spezifikation. Der einfachste Weg dies zu tun ist, um eine Versorgungsspannung zu haben, die immer über oder unter jeder Spannung auf jede Seite der nicht-polarisierten Kappe aufgebracht gewährleistet ist. Die beiden polarisierten Kappen werden dann mit der Versorgung verbunden zu sichern und einen hochohmigen Widerstand verbunden Rückseite:
Man beachte, dass die Gesamtkapazität der Serienschaltung der beiden einzelnen Kondensatoren ist, die jeweils die Hälfte ist, wenn sie gleich sind. In dem obigen Beispiel ist die gesamte effektive Kapazität 235 uF.
Der Spannungsbereich jeder Kappe auch sorgfältig berücksichtigt werden müssen. Der schlimmste Fall hängt davon ab, was die externe Schaltung tun. Angenommen, sind beide Enden bei 10 V gehalten, dann plötzlich das linke Ende auf 0 V gesunken. Das Zentrum wird mit 15V auf die anderen rechte Kappe bei -5 V unmittelbar nach dem Schritt. Die 1 MOhm Impedanz auf das Signal an die Versorgungs auch berücksichtigt werden müssen. R1 muss niedrig genug sein, so dass eine Leckage durch die Kappen nicht zu viel Spannung hinzufügt, aber ansonsten so hoch wie möglich, das Signal nicht geladen werden.
Ja, es kann getan werden, und sicher, aber ich fürchte, es gibt verschiedene Probleme, wenn Sie einfach den Rat in einige der Antworten folgen.
Zum Beispiel, wenn Sie Bias den Mittelpunkt mit dem Versorgungspotential resistiv könnten die Kondensatoren auf 1,5 x dem Versorgungspotential ausgesetzt werden, selbst wenn die Kondensatoren übereinstimmen. Jede Nichtübereinstimmung erhöhen würde das mögliche Maximum, und je nach Spezifikation könnte die Diskrepanz beträchtlich sein: sogar +/- 20% für ein Worst-Case-Verhältnis von 1,5: 1).
Back-to-Back-Verbindung auf den ionischen Dioden unter Berufung vermeidet das oben genannte Problem, sondern stellt einen anderen - zumindest in der Theorie. Es ist möglich, Kondensatoren mit niedrigem Pegel Leckage zu haben, die nicht direkt mit der beabsichtigten Operation zugeordnet ist; Dies könnte zu Problemen führt, im Laufe der Zeit, wenn ein Kondensator Leck zu entwickeln und die andere nicht. Ich habe keine Kenntnis, dass dies geschieht, aber die Anwendung billige Kleinsignaldioden parallel sollte mehr als ausreichend sein, um den Effekt zu unterdrücken, wie Alu-Elkos Verhalten nicht wesentlich unter etwa 1,5 Volt (obwohl ich persönlich bevorzuge zu halten höchstens 1-Volt langfristig). (Als Neben Anmerkung: andere als vertrackt-Anschlüsse, die häufigste Ursache für equpment Fehler, die ich gesehen habe, ist aufgrund des elektrolytischen Leckage rebiasing Schaltungen weg von ihren beabsichtigten Bias-Bedingungen - so, Back-to-back oder nicht, nicht verwenden Elkos an Orten, wo ihre maximale Leck Ihrer Schaltung Voreingenommenheit aufregen wird).
Eine letzte Bemerkung zur Sicherheit: die Anforderung Back-to-Back-Bias zu verwenden, legt nahe, dass es erhebliches AC-Signal über das Paar. Dies bedeutet, Ripple-Strom; sicher sein, nicht die Welligkeit-Nennstrom, erzielt wird und sich auch bewusst sein, dass (je nach Art und Ausführung) der Welligkeit strom Bewertung von Elektrolytkondensatoren mit frequenzabhängig
Ich baute einen TTL-Oszillator zu überprüfen. Die Diskussion ist zum Teil richtig.
Wenn der Arbeitszyklus nahe bei 50% liegt, dann werden die Kondensatoren wie sie wirken, wenn sie in Dioden aufgebaut haben und begrenzen die negativen (falsche Richtung) Spannungsauslenkung. Wenn das Tastverhältnis nicht 50% (in meinem Fall etwa 30%), dann die negative Spannungsauslenkung betrug etwa 0 V auf den einem Kondensator und 1,1 V auf dem anderen.
Ich würde Schutzdioden auf alle, aber Low-Power-symmetrische Signalanwendungen umfassen. Für Leistungsanwendungen Schottky-Dioden könnten eine lohnenswerte Investition.
Die Firma für die ich gebaut Tausende von Instrumenten im Laufe der Jahre gearbeitet, das Back-to-back-Elkos verwendet. Es war nie ein Problem.