Чи можете ви зробити неполярний електролітичний конденсатор з двох звичайних електролітичних конденсаторів?

Про це було певне обговорення

• Які причини підключення конденсаторів послідовно?
• Які причини підключення конденсаторів послідовно?

які я не вважаю остаточно вирішеними:

• "виявляється, що те, що може ЛОГАТИ, як два звичайних електролітика, насправді не є двома звичайними електролітиками".
• "Ні, не робіть цього. Він також буде виконувати функцію конденсатора, але як тільки ви пройдете кілька вольт, він вибухне ізолятором".
• "Начебто" ви не можете зробити BJT з двох діодів ""
• "це процес, який селянин не може зробити"

Тож чи неполярний (NP) електролітичний ковпачок електрично ідентичний двом електролітичним ковпачкам у зворотному ряду, чи ні? Чи не витримає однакових напруг? Що відбувається з кришкою зворотного зміщення, коли велика напруга розміщена на комбінації? Чи існують інші фізичні розміри, крім фізичних розмірів? Чи має значення яка полярність зовні?

Я не бачу, в чому різниця, але багато людей, здається, думають, що існує.

Підсумок:

Як викладено в одному з коментарів, там відбувається такий собі електрохімічний діод:

Плівка проникна для вільних електронів, але по суті непроникна для іонів, за умови, що температура клітини не висока. Коли метал, що лежить в основі плівки, має негативний потенціал, у цьому електроді є вільні електрони, і струм протікає через плівку клітини. З поворотною полярністю електроліт піддається негативному потенціалу, але оскільки в електроліті є лише іони і вільні електрони, струм блокується. - Електролітичний конденсатор Георгій Георгійович

Зазвичай конденсатор не може бути зворотним зміщеним протягом тривалого часу, або великі струми будуть текти і "руйнують центральний шар діелектричного матеріалу за допомогою електрохімічного відновлення":

Електролітик може витримати зворотний зміщення протягом короткого періоду, але буде проводити значний струм і не буде діяти як дуже хороший конденсатор. - Вікіпедія: Електролітичний конденсатор

Однак, якщо у вас є два "назад-назад", конденсатор, зміщений вперед, запобігає течії тривалого струму постійного струму.

Працює і для танталу :

Для позицій ланцюга, коли зворотні переходи напруги неминучі, два подібних конденсатора послідовно з'єднані «назад до спини» ... створить неполярну функцію конденсатора ... Це спрацьовує через те, що майже вся напруга ланцюга падає на передній зміщений конденсатор , так що пристрій із зворотним зміщенням бачить лише незначну напругу.

Часті запитання (FAQ) : тверді танталові конденсатори :

Оксидна діелектрична конструкція, яка використовується в танталових конденсаторах, має основну випрямлену властивість, яка блокує потік струму в одну сторону і одночасно пропонує шлях низького опору в протилежному напрямку.

Підсумок:

• Так, "поляризовані" алюмінієві "вологі електролітичні" конденсатори можуть бути законно з'єднані "назад-назад" (тобто послідовно з протилежними полярностями), щоб утворити неполярний конденсатор.

• С1 + С2 завжди рівні за ємністю та
  номіналом напруги. Коефіцієнт = = С1 / 2 = С2 / 2

• Veffective = варінг C1 та C2.

• Дивіться "Механізм" наприкінці, як це (ймовірно) працює.

Загальновизнано, що два конденсатори мають однакову ємність, коли це робиться.
Отриманий конденсатор з половиною ємності кожного окремого конденсатора.
наприклад, якщо два конденсатори х 10 мкФ послідовно розміщені, то отримана ємність буде 5 мкФ.

Я роблю висновок, що отриманий конденсатор матиме такий самий рейтинг напруги, що й окремі конденсатори. (Я можу помилятися).

Я бачив цей метод багато разів, використовуючи впродовж багатьох років, і, що ще важливіше, я бачив метод, описаний у примітках до заявки від багатьох виробників конденсаторів. Дивіться наприкінці одну таку довідку.

Розуміння того, як правильно заряджаються окремі конденсатори, вимагає або віри в заяви виробників конденсаторів ("дійте так, ніби їх обійшли діодами", або додаткову складність, АЛЕ легше зрозуміти, як працює компонування, що розпочалося, простіше.
Уявіть собі дві кришки "назад-назад". якщо Cl повністю заряджений, а Cr повністю розряджений.
Якщо зараз передається струм, хоча послідовне розташування таке, що Cl потім розряджається до нульового заряду, то зворотна полярність Cr призведе до того, що він буде заряджений до повної напруги. Спроби застосувати додатковий струм і подальший розряд Cl, так що він передбачає, що неправильна полярність призведе до того, що Cr заряджається вище його номінальної напруги, тобто може бути спроба, АЛЕ було б поза специфікацією для обох пристроїв.

З огляду на вищезазначене, на конкретні питання можна відповісти:

Які причини підключення конденсаторів послідовно?

Можна створити біполярну шапку з 2-х полярних шапок.
АБО можна подвоїти номінальну напругу до тих пір, поки буде зроблено обережність, щоб збалансувати розподіл напруги. Паралельні резистори іноді використовуються, щоб допомогти досягти рівноваги.

"виявляється, що те, що може ЛОГАТИ, як два звичайних електролітика, насправді не є двома звичайними електролітиками".

Це можна зробити за допомогою ординарної електролітики.

"Ні, не робіть цього. Він також буде виконувати функцію конденсатора, але як тільки ви пройдете кілька вольт, він вибухне ізолятором".

Працює нормально, якщо рейтинги не перевищені.

"Начебто" ви не можете зробити BJT з двох діодів ""

Причина порівняння зазначається, але не є дійсною. Кожен напівконденсатор все ще підпадає під дію тих же правил і вимог, що і при самоті.

"це процес, який селянин не може зробити"

Tinkerer може - цілком законно.

Тож чи неполярний (NP) електролітичний ковпачок електрично ідентичний двом електролітичним ковпачкам у зворотному ряду, чи ні?

Це може бути, але виробники зазвичай вносять зміни у виробництво, щоб було дві анодні фольги, АЛЕ результат однаковий.

Чи не витримає однакових напруг?

Номінальна напруга - це одиночний ковпак.

Що відбувається з кришкою зворотного зміщення, коли велика напруга розміщена на комбінації?

При нормальній роботі НІМАЄ зворотного зміщеного ковпачка. Кожен ковпачок обробляє повний цикл змінного струму ефективно, бачачи половину циклу. Дивіться моє пояснення вище.

Чи існують інші фізичні розміри, крім фізичних розмірів?

Жодного очевидного обмеження, про яке я можу придумати.

Чи має значення яка полярність зовні?

Ні. Намалюйте картинку того, що кожна шапка бачить ізольовано, не посилаючись на те, що знаходиться "поза нею". Тепер змініть їх порядок у схемі. Те, що вони бачать, є ідентичним.

Я не бачу, в чому різниця, але багато людей, здається, думають, що існує.

Ви праві. Функціонально з точки зору "чорної скриньки" вони однакові.

ПРИКЛАД ВИРОБНИКА:

У цьому документі Керівництво по застосуванню, алюмінієві електролітичні конденсатори BY Cornell Dubilier - це компетентний та шановний виробник конденсаторів (вік 2.183 та 2.184)

• Якщо два, однакові за значенням, алюмінієві електролітичні конденсатори з'єднані послідовно, повернувшись назад з позитивними клемами або негативними клемами, отриманий одинарний конденсатор є неполярним конденсатором з половиною ємності.

  Два конденсатори випрямляють подану напругу і діють так, ніби їх обійшов діодами.

  При подачі напруги конденсатор правильної полярності отримує повну напругу.

  У неполярних алюмінієвих електролітичних конденсаторах та алюмінієвих електролітичних конденсаторах із запусканням двигуна другий анодний фольга замінює катодну фольгу для досягнення неполярного конденсатора в одному випадку.

Важливим для розуміння загальної дії є цей коментар зі сторінки 2.183.

• Хоча може здатися, що ємність знаходиться між двома фольгами, насправді ємність знаходиться між анодною фольгою та електролітом.

  Позитивна пластина - анодна фольга;

  діелектрик - ізолюючий оксид алюмінію на анодній фользі;

  справжня негативна пластина - це струмопровідний рідкий електроліт, а катодна фольга просто підключається до електроліту.

  Ця конструкція забезпечує колосальну ємність, оскільки травлення фольги може збільшити площу поверхні більш ніж у 100 разів, а діелектрик оксиду алюмінію - менше мікрометра. Таким чином, отриманий конденсатор має дуже велику площу пластини, і пластини жахливо зближуються.

ДОДАТО:

Я інтуїтивно відчуваю, як це робить Олін, що потрібно забезпечити засоби для підтримки правильної полярності. На практиці здається, що конденсатори роблять хорошу роботу з пристосуванням "граничної умови" запуску. Cornell Dubiliers "діє як діод" потребує кращого розуміння.

МЕХАНІЗМ:

Я думаю, що далі описано, як працює система.

Як я описав вище, як тільки один конденсатор повністю заряджений в одній крайній частині сигналу змінного струму, а інший повністю розрядиться, система працюватиме коректно, при цьому заряд передається у зовнішню "плиту" однієї кришки, навпроти внутрішньої пластини цього кепка на інший ковпачок і "з іншого кінця". тобто тіло заряду передається між двома конденсаторами і між ними, і забезпечує чистий потік заряду до подвійного ковпачка і з нього. Поки що жодних проблем.

Правильно зміщений конденсатор має дуже низький витік.
Зворотний зміщений конденсатор має більш високий витік і, можливо, набагато вищий.
При запуску один ковпак обернено зміщений на кожен півцикл і струм витоку.
Потік заряду такий, що приводить конденсатори до належно збалансованого стану.
Про це йдеться про "діодну дію" - не формальне виправлення за висловом, а протікання при неправильних робочих зміщеннях.
Після кількох циклів буде досягнуто баланс. Чим "протікає" ковпачок у зворотному напрямку, тим швидше буде досягнутий баланс.
Будь-які недосконалості або нерівності будуть компенсовані цим механізмом самоналагодження. Дуже акуратно.

Я знаю, що це було зроблено успішно протягом століть, але чому це працює, варто переглянути.

Я думав, що буду створити швидке моделювання на основі інформації, яку дав Рассел у своїй відповіді. Основним моментом є частина "діяти так, ніби їх обійшли діоди". Це дуже грубе наближення, але воно дає картину того, що може статися.

I [D1] і I [D2] представляють зворотний струм через ковпачки. Спочатку одна з кришок отримує короткий сплеск зворотного струму, потім вона стає мінімальною для обох. I [C1] і I [C2] представляють струм через ємність. Це виправдає очікування 0,5 фунтових кришок на 100 Гц. Ємнісна реактивність

Тож піковий струм буде

Світло-синя хвиля на третьому графіку - це напруга живлення. Темно-сині та зелені хвилі на третьому графіку представляють напругу, що бачиться на кожному конденсаторі (+ термінал щодо - термінал кожного)

Як видно, обидва правильно поляризовані.

Так, можна поєднати дві поляризовані ковпачки в ефективну одну неполяризовану кришку, але з деякими обмеженнями. Кожен окремий ковпачок все ще повинен бачити лише напруги в межах своєї специфікації. Найпростіший спосіб зробити це - мати напругу живлення, яке гарантується завжди вище або нижче будь-якої напруги, прикладеної до будь-якої сторони неполяризованого ковпачка. Дві поляризовані ковпачки потім підключаються назад до спини, а резистор високого значення підключається до живлення:

Зауважимо, що загальна ємність - це послідовне поєднання двох окремих конденсаторів, що є половиною кожного, якщо вони рівні. У наведеному вище прикладі загальна ефективна ємність становить 235 мкФ.

Діапазон напруги кожного ковпачка також слід ретельно враховувати. Найгірший випадок залежить від того, що може зробити зовнішня схема. Наприклад, припустимо, що обидва кінці тримаються під напругою 10В, тоді лівий кінець раптово опустився до 0В. Центр буде знаходитись у -5В з 15В через праву кришку відразу після кроку. Слід враховувати також імпеданс потужністю 1 МОм на сигнал подачі. R1 повинен бути досить низьким, щоб витік через ковпачки не додавав занадто великої напруги, але в іншому випадку максимально високий, щоб не завантажувати сигнал.

Взагалі, такий трюк слід вважати крайнім засобом. Оскільки для сигналів зазвичай потрібні біполярні конденсатори, часто їх можна влаштовувати таким чином, щоб вимагати меншої біполярної ємності. За останні десятиліття багатошарові керамічні ковпачки значно просунулися. Якщо ви можете зробити з 10 uF замість 100s uF, керамічна, ймовірно, може зробити цю роботу.

Зверніть увагу, що Опір еквівалентного ряду (ESR) парних конденсаторів послідовно подвоюється. Що стосується компонентів, що відхиляються від ідеальної моделі (конденсатор, близький до ідеального / реального світу, повинен мати незначний опір та опір), він може мати небажані наслідки (тобто, виділяючи дим). Наприклад, такі мікросхеми, як LM78xx та LM317, матимуть погану регуляцію через дзвінок, введений високими ESR фільтруючими конденсаторами

Я створив осцилятор TTL для перевірки. Обговорення частково правильне.

Якщо робочий цикл близький до 50%, то конденсатори діють так, ніби вони вбудовані в діоди і обмежують відхилення негативного (неправильного напрямку) напруги. Якщо робочий цикл не становить 50% (у моєму випадку близько 30%), то негативна екскурсія напруги становила приблизно 0 В на одному конденсаторі та 1,1 В на іншому.

Я б включив захисні діоди для всіх програм симетричного сигналу, окрім малої потужності. Для застосувань для живлення діоди Шоткі можуть стати вагомою інвестицією.

Так, це можна зробити і безпечно, але я боюся, що виникають різні питання, якщо ви просто дотримуєтесь порад у деяких відповідях.

Наприклад, якщо ви будете резистивно зміщувати середню точку потенціалу живлення, конденсатори можуть піддаватися 1,5 х потенціалу живлення, навіть якщо конденсатори відповідають. Будь-яка невідповідність збільшила б можливий максимум, і залежно від специфікації, невідповідність може бути істотною: навіть +/- 20% являє собою найгірший коефіцієнт 1,5: 1).

З'єднання "назад-назад", покладаючись на іонні діоди, уникає зазначеної вище проблеми, але вводить іншу - принаймні теоретично. Можливо, що конденсатори мають низький рівень витоку, що не пов'язаний безпосередньо з передбачуваною роботою; це може спричинити проблеми з часом, якщо один конденсатор не протікає, а другий - немає. Я не знаю, як це відбувається, але паралельно застосовувати дешеві діоди малого сигналу повинні бути більш ніж достатніми для придушення ефекту, оскільки електролітика алюмінію не ведеться значно нижче приблизно 1,5 Вольт (хоча особисто я вважаю за краще підтримувати максимум 1-вольт довгостроковий). (Як зауваження: окрім урізаних роз'ємів, найпоширеніша причина відмов урізання, яку я бачив, пов’язана з електролітичними ланцюгами, що відновлюють витік, від їх передбачених умов зміщення - так,

Остаточне зауваження щодо безпеки: вимога використовувати зміщення «назад-назад» говорить про те, що в парі є значний сигнал змінного струму. Мається на увазі пульсаційний струм; переконайтесь, що не перевищують показник пульсаційного струму, а також пам’ятайте, що (залежно від типу та конструкції) коефіцієнт пульсаційного струму електролітичних конденсаторів залежить від частоти

Компанія, в якій я працював, побудувала тисячі інструментів протягом багатьох років, які використовували електролітику "назад до спини". Ніколи не було проблем.

Це може здатися надзвичайно базовим спостережним аналізом, але, дивлячись на синусоїду, коли вона перетинає нуль, у нас є дві половини, наприклад, хвиля змінного струму 110 В становить 220 В від піків (+) до (-). Це означає, що C1 і C2 поперемінно пересуваються вперед і повертаються до їх електроліту. Напруга зсуву вперед становить 110 В попереду відхиленої передньої кришки С1, а потім через С2 відповідно протягом кожного їх позитивного півциклу. Дивлячись на чвертні цикли, кришки заряджаються позитивно за відповідний позитивний цикл першої чверті, а розряд - протягом другого кварталу. 110В заряджає і розряджає поперемінно один конденсатор, а потім другий.

Але якщо припустити, що 110 В були скинуті на обидва конденсатори, один вперед та інший, зворотно зміщений, то падіння через будь-яку одну кришку насправді було б лише 55В. Можливо, це не розумно, або рекомендується зворотно зміщувати електролітичний ковпачок, але у описаному випадку кількість зворотного зміщення становить лише половину, або насправді одна чверть фактичної прикладеної (220) напруги. Дотримуючись кращих практик, використовуючи ковпачки, що мають принаймні вдвічі більше прикладеної напруги і ніколи не перевищують половини цієї номінальної величини (1/4, опускаючись на кожну шапку), очевидно, не досягає точки руйнування.

я зробив це з чотирма кришками 30uf, всі гнізда з'єднані. Візьміть дві пози для однієї сторони, дві для іншої. Усі чотири ковпачки були 30uf на 150V. Займіться математикою, як вам завгодно, але динаміки працювали добре протягом 33 років, поки мені не довелося міняти компоненти просто тому, що настав час перевстановити кросовери та повторно спінити звуковимови.

Пам'ятайте, Q = CV. Якщо у вас є два конденсатори послідовно та інтегруєте струм через конденсатори, Q буде чергуватися з одного конденсатора на інший ... Однак, можливо, нульовий вольт у послідовному поєднанні двох конденсаторів, але все-таки є дуже значна, але однакова напруга на кожному конденсаторі. наприклад, + 10v + -10v = 0v.

Але зачекайте, ще є інший розгляд. Пам'ятаєте Q = CV, який ви дізналися у своєму першому класі електроніки? Ну, оскільки допуск електролітики може бути дуже легким на 20 відсотків, то той самий Q на конденсаторах, які змінюються в С на 20%, або більше, якщо допуски знаходяться в зворотному напрямку, можуть спричинити дуже велику різницю піку напруги, що кожен конденсатор побачить.

Ідея розміщення діода через кожен конденсатор, щоб виключити можливість помітного зворотного струму, є дуже хорошим рішенням. Напруги на конденсаторах вирівнюються, в основному, дуже швидко в умовах змінного струму. Роблячи це, і переконавшись, що ви консервативні у виборі максимальної напруги для конденсаторів, ви отримаєте життєздатне рішення.

Єдиною іншою проблемою у вас є те, що електролітика не любить повторно заряджатись та розряджатись. Вони набагато кращі для управління пульсацією, ніж передача змінного струму - виробники конденсаторів констатують це у своїх додатках.

Я побачив рулон своєї власної біполярної шапки, виготовленої з двох електронів спини до спини однакової вартості із зворотними діодами поперек. Це було ще в 1988 році, коли я був свіжим з Uni.Я їх тоді не любив і поклявся не робити цього на чомусь новому. Аудіо-продукт, який їх використовував, був виготовлений сотнями і не вийшов з ладу, тому мій начальник не змусив мене його переробляти. Так надійність була в цьому низькому пульсаційному поточному застосуванні. Що таке техніка та Я тестував формовані шапки на тестовому наборі AUDIO PRECISION, який був у той час, коли коліна бджіл. Ніхто з нас не міг знайти жодних спотворень, що надходили від ковпаків. Це не те, чого я очікував, або те, що очікували інші тести. з іншого боку, кросовер-мережі динаміків часто використовують біполярні ковпачки eltec, які, як відомо, вийшли з ладу і виймають твітер.У рідкісних випадках, коли я замінюю чийсь тонкий твіттер, я відкидаю біполярне електро та замінюю металевою плівкою.