¿Cómo puedo aumentar el límite de voltaje conectando los mismos capacitores?

Conectar dos capacitores idénticos en serie, cada uno con el umbral de voltaje v y la capacitancia c , resultará en una capacitancia combinada de 1/2 c y el umbral de voltaje de 2 v .

Sin embargo, es mucho mejor obtener un solo condensador que cumpla con el umbral de mayor voltaje por sí solo, ya que la combinación de los condensadores en serie también conducirá a una mayor Resistencia en serie efectiva (ESR). En el escenario anterior, duplicará la ESR. Un ESR alto puede causar efectos no deseados o catastróficos en circuitos no diseñados para manejarlo.

Vea más aquí: Qué ¿Existen algunas razones para conectar los condensadores en serie? y aquí ¿Puedes hacer un condensador electrolítico no polar con dos capacitores electrolíticos regulares?

EN DC

Si tiene dos capacitores clasificados de 100V en serie, no puede asumir que la combinación de los dos será de 200V. Corrientes de fuga ligeramente diferentes significarán que una tapa tiene más voltaje que la otra.

Esto se puede mitigar agregando resistencias a través de cada condensador que tienen valores más bajos que la resistencia de fuga efectiva de los condensadores. Si el límite tiene una fuga R de (digamos) 10M \ $ \ Omega \ $, vaya por 1M \ $ \ Omega \ $ resistores. Cualquier variación se reducirá en aproximadamente 10: 1 PERO, sugeriría que no obtenga una calificación de voltaje original superior a 1.9 x.

ON AC

Esto está determinado por los valores del capacitor, de modo que si un capacitor es más pequeño que el otro, recibirá más voltios de CA a través de él.

El caso hipotético de los condensadores ideales que son perfectamente idénticos en las clasificaciones de corriente de fuga y voltaje, está bien descrito en las respuestas existentes. En la práctica, las cosas se complican un poco más.

Si la carga en la aplicación tiene un ciclo de trabajo alto, se requiere balanceo activo de los condensadores conectados en serie , para proteger los condensadores de una desaparición temprana. Esto se puede hacer con componentes discretos, pero también hay IC de balanceo de capacitores altamente integrados y diseñados específicamente.

Mientras que los condensadores electrolíticos de propósito general son sensibles a los voltajes sobrevaluados, los condensadores no electrolíticos como la mica o los cerámicos lo son menos. Los más sensibles son los condensadores eléctricos de doble capa (supercapacitores), que también suelen ser clasificados para voltajes bastante bajos, lo que hace que el problema sea más relevante en los diseños de circuitos de voltaje moderado.

Por lo tanto, los IC de equilibrio activo de los condensadores se utilizan con mayor frecuencia para bancos de supercapacitores, como los condensadores de búfer de audio de automóvil. Un ejemplo es el BQ33100 Super Capacitor Manager de Texas Instruments, que puede administrar de 2 a 5 o incluso 9 supercondensadores o condensadores convencionales en serie.

Por supuesto, para los condensadores electrolíticos convencionales, es simplemente más rentable usar un condensador con un índice de voltaje más alto, o un grupo de condensadores de valor más bajo de alto voltaje en paralelo.

A un nivel más simple, para aplicaciones de ciclo de trabajo bajo / carga baja, se puede adoptar un enfoque de equilibrio pasivo. Esta nota de Maxwell Technologies describe el enfoque, que consiste en una resistencia en paralelo con cada capacitor, en un arreglo de escalera. Los resistores están dimensionados para "dominar la corriente de fuga total de la celda" por lo general 10 veces la corriente máxima de fuga de los condensadores objetivo.

De una respuesta a otra pregunta , aquí hay un acuerdo de equilibrio pasivo:

Los condensadores conectados en serie agregan sus tolerancias de voltaje. (Esto es cierto si sus valores de capacitancia son idénticos).

Tenga en cuenta que el valor de capacitancia equivalente de los condensadores en serie es más pequeño que cualquier valor individual de acuerdo con la fórmula:

$$ \ frac {1} {C_ {eq}} = \ frac {1} {C_1} + \ frac {1} {C_2} + \ frac {1} {C_3} \ dotsm $$