¿Es viable aumentar el voltaje del capacitor para mejorar la densidad de energía?

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Al mirar los supercapacitores disponibles en Digikey, parecen bastante caros (por ejemplo, un capacitor con \ $ E = CV_ {clasificado} ^ 2 = 50 J \ $).

Sin embargo, un condensador cerámico equivalente en términos de energía cuesta mucho menos; el problema son los voltajes en el rango de kilovoltios \ $ V_ {nominal} = 2 kV \ $.

¿Sería viable reemplazar los supercapacitores con componentes de menor capacitancia junto con algún tipo de circuito de refuerzo? (probablemente con un aislamiento bien pensado)

    
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En resumen: no.

Para usar algunas piezas / precios Digikey actuales y el requisito de almacenamiento de 50J para solo los condensadores:

  • 50J usando una descarga nominal del 50% de un supercapacitor de 5.5V (sin reducción de calificación) requiere \ $ \ frac {50J} {5.5V ^ 2 - 2.75V ^ 2} \ approx 2.2F \ $
  • 50J usando el 100% nominal de un condensador cerámico de 2.5kV (derate a 2kV) requiere \ $ \ frac {50J} {2000V ^ 2} = 12.5 \ mu F \ $
    • El 3640WC223KAT9A de AVX tiene una calificación de 2.5kV, 0.022µF, y a un precio de $ 4.448 cantidad 180: costo total de 568 condensadores es $ 2526.464. (!!)
    • Los precios no mejoran mucho y la capacitancia no aumenta, pero otros capacitor cerámico pueden considerarse

Por lo tanto, es posible que obtenga un ESR excepcionalmente bajo al tener muchos capacitores cerámicos, pero será un desafío ensamblar cientos de componentes. Las aplicaciones pulsadas muy específicas pueden obtener una ventaja de los condensadores de cerámica de alto voltaje montados en chip o en el chasis. Sin embargo, para la energía de respaldo en electrónica, los supercapacitores tendrán un valor y una densidad de energía mucho mejores en comparación con los capacitores cerámicos de alto voltaje.

    
respondido por el user2943160

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