¿Pueden las grandes cantidades de cerámica 0603 SMD 1uF desplazar los límites de potencia?

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Editar: Advertencia: hay un error en una de mis suposiciones en esta pregunta, lo que más o menos lo invalida. Ver la respuesta de Tom Carpenters.

Estoy diseñando una fuente de alimentación de modo conmutado y, por supuesto, necesito varios condensadores en el diseño.

Por ejemplo, para ahorrarle a la red todo el ruido de la acción de conmutación, estoy pensando en construir un filtro LC con un condensador de 3uF.

Así que ahora he estado tratando de obtener condensadores de 3uF. Por supuesto, no es difícil en absoluto obtener un capacitor de 3uF 450V. Las tapas de polipropileno parecen ser adecuadas.

Pero el costo de un capacitor capaz de manejar en el peor de los casos 1A de la corriente de onda, es significativo (por ejemplo, 5 euros). Consulte el ejemplo .

Sin embargo, las cerámicas 1uF se pueden obtener casi gratis, consulte instancia . 2000 tapas por ~ 13 euros.

Si pongo las 1uF 100V caps 15 en serie, 3 en paralelo, necesito 45 caps. Esto costará aproximadamente 0,3 euros.

Por supuesto que necesitaré algunas resistencias para equilibrar las tapas. Colocando las tapas a una distancia razonable, calculo que todas cabrían dentro de una caja de 12.5 mm x 12.5 mm, lo que significa que ocupan una fracción del espacio de la de Epcos.

Un posible problema podría ser que la polarización de CC reduce la capacitancia de la cerámica. Pero para mi aplicación necesito aproximadamente 400V, por lo que con 15 en serie, las tapas de 100V 0603 se cargan solo marginalmente, y deberían conservar la mayor parte de su capacidad de 1uF.

Realmente no estoy considerando hacer esto, pero ¿funcionaría? ¿O la corriente de onda 0.3A + matará al pequeño 0603: s?

    
pregunta avl_sweden

1 respuesta

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Al colocar los condensadores en serie, la clasificación general de voltaje aumenta como usted lo ha identificado. Sin embargo, debe tener cuidado, ya que si la capacitancia no es igual, algunos terminarán con una caída de voltaje mayor que otros, lo que podría empujarlos fuera de su voltaje operativo nominal.

El problema es más fundamental. La colocación de los condensadores en serie hace que la capacidad de la cadena sea menor que la de cada uno. Esencialmente la siguiente ecuación se vuelve válida:

$$ \ frac {1} {C_ {serie}} = \ frac {1} {C_1} + \ frac {1} {C_2} + \ frac {1} {C_3} + \ espacio ... $ $

Si todos los condensadores tienen el mismo valor, esto se simplifica a:

$$ C_ {series} = \ frac {C_ {single}} {N} $$

Donde en este caso \ $ N \ $ es el número de condensadores en la cadena en serie. Entonces, si colocara \ $ N = 15 \ $ de los condensadores \ $ 1 \ mathrm {\ mu F} \ $ en serie, esto significaría que la capacitancia total se reduce a \ $ ~ 67 \ mathrm {nF} \ $, así que realmente tendría que colocar \ $ 45 \ $ de estas cadenas en paralelo para obtener los \ $ 3 \ mathrm {\ mu F} \ $ que necesita (o para ponerlo de otra manera \ $ 675 \ $ capacitores en total).

Como PlasmaHH señala, para una clasificación de 450 V, solo necesita 5 condensadores ideales en la cadena de la serie para obtener la clasificación de voltaje requerida en lugar de los 15 que mencionó en la pregunta. La viabilidad de esto dependería de cómo se reduzca la capacitancia con el voltaje, y también dependería de garantizar que los capacitores estén correctamente equilibrados con resistencias de purga para garantizar que ninguna de las cadenas salga de las especificaciones. Agregar más aumentaría el conteo total, pero también aumentaría la resistencia del circuito a las fluctuaciones de voltaje y la tolerancia del capacitor.

Así que repitamos los cálculos. Si tuviera que colocar \ $ N = 5 \ $ de los condensadores \ $ 1 \ mathrm {\ mu F} \ $ en serie, esto significaría que la capacitancia total se reduce a \ $ ~ 200 \ mathrm {nF} \ $, por lo que tendría que colocar \ $ 15 \ $ de estas cadenas en paralelo para obtener el \ $ 3 \ mathrm {\ mu F} \ $ que necesita, lo que hace que el requisito total se reduzca a un mínimo de \ $ 75 \ $ capacitores en total. Tendría que determinar si esto es rentable en términos de espacio y costo de los componentes.

    
respondido por el Tom Carpenter

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