Bạn có thể tạo ra một tụ điện điện phân không phân cực từ hai tụ điện điện phân thông thường?

Có một số cuộc thảo luận về câu hỏi này

• Một số lý do để kết nối các tụ điện trong loạt là gì?
• Một số lý do để kết nối các tụ điện trong loạt là gì?

mà tôi không thấy là được giải quyết một cách thuyết phục:

• "hóa ra rằng những gì có thể NHÌN như hai chất điện phân thông thường, trên thực tế, không phải là hai chất điện phân thông thường."
• "Không, đừng làm điều này. Nó cũng sẽ hoạt động như một tụ điện, nhưng một khi bạn vượt qua một vài volt, nó sẽ thổi ra chất cách điện."
• 'Kiểu như "bạn không thể tạo ra một BJT từ hai điốt"'
• "đó là một quá trình mà một tinkerer không thể làm"

Vì vậy, một nắp điện phân không phân cực (NP) giống hệt như hai nắp điện phân trong loạt đảo ngược, hay không? Nó không tồn tại cùng điện áp? Điều gì xảy ra với nắp phân cực ngược khi điện áp lớn được đặt trên tổ hợp? Có những hạn chế thực tế ngoài kích thước vật lý? Có vấn đề gì phân cực ở bên ngoài?

Tôi không thấy sự khác biệt là gì, nhưng nhiều người dường như nghĩ rằng có một.

Tóm lược:

Như được đăng trong một trong những bình luận, có một loại diode điện hóa đang diễn ra:

Bộ phim có thể thấm vào các electron tự do nhưng không thấm vào các ion, với điều kiện nhiệt độ của tế bào không cao. Khi kim loại nằm dưới màng ở điện thế âm, các electron tự do có sẵn trong điện cực này và dòng điện chạy qua màng của tế bào. Với cực tính đảo ngược, chất điện phân phải chịu điện thế âm, nhưng vì chỉ có các ion và không có electron tự do trong chất điện phân nên dòng điện bị chặn. - Tụ điện phân của Alexander M. Georgiev

Thông thường, một tụ điện không thể bị phân cực ngược trong thời gian dài, hoặc dòng điện lớn sẽ chảy và "phá hủy lớp trung tâm của vật liệu điện môi thông qua quá trình khử điện hóa":

Một chất điện phân có thể chịu được một thiên vị ngược trong một thời gian ngắn, nhưng sẽ dẫn dòng điện đáng kể và không hoạt động như một tụ điện rất tốt. - Wikipedia: Tụ điện

Tuy nhiên, khi bạn có hai back-to-back, tụ điện phân cực thuận ngăn dòng điện một chiều kéo dài.

Hoạt động cho tantalums, quá :

Đối với các vị trí mạch khi không thể tránh được tình trạng đảo ngược điện áp, hai tụ điện tương tự nối tiếp với nhau trở lại trở lại ... sẽ tạo ra một chức năng tụ điện không phân cực ... Điều này hoạt động vì hầu hết tất cả các điện áp mạch được thả qua tụ điện phân cực thuận , do đó thiết bị phân cực ngược chỉ nhìn thấy điện áp không đáng kể.

Tụ điện rắn Tantalum Câu hỏi thường gặp (FAQ) :

Cấu trúc điện môi oxit được sử dụng trong các tụ điện tantali có đặc tính chỉnh lưu cơ bản, ngăn chặn dòng điện theo một hướng và đồng thời cung cấp một đường điện trở thấp theo hướng ngược lại.

Tóm lược:

• Có các tụ điện "ướt" phân cực "nhôm" có thể được kết nối một cách hợp pháp "back-to-back" (nghĩa là nối tiếp với các cực đối lập) để tạo thành một tụ điện không phân cực.

• C1 + C2 luôn bằng nhau về điện dung và định mức điện áp
  Ceffective = = C1 / 2 = C2 / 2

• Veffective = kiểm soát C1 & C2.

• Xem "Cơ chế" ở cuối để biết cách thức này (có thể) hoạt động.

Mọi người đều cho rằng hai tụ điện có điện dung giống hệt nhau khi điều này được thực hiện.
Các tụ kết quả với một nửa điện dung của mỗi tụ riêng lẻ.
ví dụ: nếu hai tụ x 10 uF được đặt nối tiếp thì điện dung kết quả sẽ là 5 uF.

Tôi kết luận rằng tụ điện kết quả sẽ có cùng điện áp định mức như các tụ điện riêng lẻ. (Tôi có thể sai).

Tôi đã thấy phương pháp này được sử dụng nhiều lần trong nhiều năm và quan trọng hơn là đã thấy phương pháp được mô tả trong ghi chú ứng dụng từ một số nhà sản xuất tụ điện. Xem ở cuối cho một tài liệu tham khảo như vậy.

Hiểu như thế nào tụ cá nhân trở nên tính một cách chính xác đòi hỏi một trong hai niềm tin vào những điều khoản về các nhà sản xuất tụ điện ( "hành động như thể họ đã bị bỏ qua bởi điốt" hay phức tạp thêm NHƯNG hiểu cách bố trí các công trình khi bắt đầu là dễ dàng hơn.
Hãy tưởng tượng hai back-to-back mũ với Cl đã được sạc đầy và Cr được xả hoàn toàn.
Nếu bây giờ dòng điện được truyền qua mặc dù việc sắp xếp chuỗi sao cho Cl sau đó phóng về điện tích bằng 0 thì cực ngược của Cr sẽ khiến nó được nạp vào điện áp đầy đủ. Cố gắng áp dụng dòng điện bổ sung và tiếp tục xả Cl để nó giả định độ phân cực không chính xác sẽ dẫn đến Cr bị tích điện trên điện áp định mức của nó. Tức là có thể cố gắng NHƯNG sẽ ở bên ngoài thông số kỹ thuật cho cả hai thiết bị.

Với những điều trên, các câu hỏi cụ thể có thể được trả lời:

Một số lý do để kết nối các tụ điện trong loạt là gì?

Có thể tạo một nắp lưỡng cực từ 2 x cực mũ.
HOẶC có thể tăng gấp đôi điện áp định mức miễn là phải cẩn thận để cân bằng phân phối điện áp. Điện trở Paralleld đôi khi được sử dụng để giúp đạt được sự cân bằng.

"hóa ra rằng những gì có thể NHÌN như hai chất điện phân thông thường, trên thực tế, không phải là hai chất điện phân thông thường."

Điều này có thể được thực hiện với điện phân oridinary.

"Không, đừng làm điều này. Nó cũng sẽ hoạt động như một tụ điện, nhưng một khi bạn vượt qua một vài volt, nó sẽ thổi ra chất cách điện."

Hoạt động tốt nếu xếp hạng không vượt quá.

'Kiểu như "bạn không thể tạo ra một BJT từ hai điốt"'

Lý do để so sánh được ghi nhận nhưng không phải là một giá trị. Mỗi nửa tụ điện vẫn phải tuân theo các quy tắc và nhu cầu giống như khi đứng một mình.

"đó là một quá trình mà một tinkerer không thể làm"

Tinkerer có thể - hoàn toàn hợp pháp.

Vì vậy, một nắp điện phân không phân cực (NP) giống hệt như hai nắp điện phân trong loạt đảo ngược, hay không?

Có thể là như vậy nhưng các nhà sản xuất thường thực hiện một sự thay đổi sản xuất để có hai lá Anode NHƯNG kết quả là như nhau.

Nó không tồn tại cùng điện áp?

Đánh giá điện áp là một nắp đơn.

Điều gì xảy ra với nắp phân cực ngược khi điện áp lớn được đặt trên tổ hợp?

Trong hoạt động bình thường, KHÔNG có nắp thiên vị ngược. Mỗi nắp xử lý toàn bộ chu kỳ AC toàn bộ có hiệu quả khi nhìn thấy nửa chu kỳ. Xem giải thích của tôi ở trên.

Có những hạn chế thực tế ngoài kích thước vật lý?

Không có giới hạn rõ ràng mà tôi có thể nghĩ đến.

Có vấn đề gì phân cực ở bên ngoài?

Không. Vẽ một bức tranh về những gì mỗi nắp nhìn thấy trong sự cô lập mà không cần tham chiếu đến những gì "bên ngoài nó. Bây giờ thay đổi thứ tự của chúng trong mạch. Những gì chúng thấy là giống hệt nhau.

Tôi không thấy sự khác biệt là gì, nhưng nhiều người dường như nghĩ rằng có một.

Bạn nói đúng. Về mặt chức năng theo quan điểm "hộp đen", chúng giống nhau.

VÍ DỤ CỦA NHÀ SẢN XUẤT:

Trong tài liệu này Hướng dẫn ứng dụng, tụ điện điện phân nhôm bY Cornell Dubilier, một nhà sản xuất tụ điện có thẩm quyền và có uy tín mà nó nói (trên tuổi 2.183 & 2.184)

• Nếu hai, các tụ điện điện phân nhôm có cùng giá trị được nối tiếp, nối tiếp với các cực dương hoặc các cực âm được kết nối, tụ đơn kết quả là một tụ điện không phân cực với một nửa điện dung.

  Hai tụ điện điều chỉnh điện áp ứng dụng và hoạt động như thể chúng bị bỏ qua bởi điốt.

  Khi điện áp được sử dụng, tụ điện phân cực đúng sẽ có điện áp đầy đủ.

  Trong các tụ điện điện phân nhôm không phân cực và các tụ điện điện phân nhôm khởi động động cơ, một lá cực dương thứ hai thay thế cho lá cực âm để đạt được một tụ điện không phân cực trong một trường hợp duy nhất.

Liên quan đến việc hiểu hành động tổng thể là nhận xét này từ trang 2.183.

• Mặc dù có vẻ như điện dung nằm giữa hai lá, nhưng thực tế điện dung nằm giữa lá anode và chất điện phân.

  Các tấm dương là lá anode;

  chất điện môi là oxit nhôm cách điện trên lá cực dương;

  bản cực âm là chất dẫn điện, chất lỏng và lá catốt chỉ kết nối với chất điện phân.

  Cấu trúc này mang lại điện dung khổng lồ vì việc khắc các lá có thể tăng diện tích bề mặt hơn 100 lần và chất điện môi nhôm oxit dày hơn một micromet. Do đó, tụ điện kết quả có diện tích tấm rất lớn và các tấm rất gần nhau.

THÊM:

Tôi trực giác cảm thấy như Olin làm điều đó là cần thiết để cung cấp một phương tiện để duy trì cực tính chính xác. Trong thực tế, dường như các tụ điện làm rất tốt việc cung cấp "điều kiện biên" khởi động. Cornell Dubiliers "hoạt động như một diode" cần hiểu rõ hơn.

CƠ CHẾ:

Tôi nghĩ sau đây mô tả cách hệ thống hoạt động.

Như tôi đã mô tả ở trên, một khi một tụ điện được sạc đầy ở một cực của dạng sóng AC và cực kia được phóng điện hoàn toàn thì hệ thống sẽ hoạt động chính xác, với điện tích được truyền vào "tấm" bên ngoài của một nắp, xuyên qua tấm bên trong đó nắp này sang nắp khác và "ra đầu kia". tức là một cơ thể của điện tích chuyển đến và đi giữa hai tụ điện và cho phép dòng điện tích truyền đến và đi qua nắp kép. Không có vấn đề cho đến nay.

Một tụ điện sai lệch chính xác có rò rỉ rất thấp.
Một tụ điện thiên vị ngược có rò rỉ cao hơn và có thể cao hơn nhiều.
Khi khởi động, một nắp được phân cực ngược theo từng chu kỳ và dòng rò.
Dòng sạc là để lái các tụ điện về phía điều kiện cân bằng hợp lý.
Đây là "hành động diode" được đề cập - không phải là chỉnh lưu chính thức cho mỗi lần nói mà là rò rỉ dưới sai lệch vận hành không chính xác.
Sau một số chu kỳ cân bằng sẽ đạt được. "Rò rỉ" nắp theo hướng ngược lại, sẽ đạt được sự cân bằng nhanh hơn.
Bất kỳ sự không hoàn hảo hoặc bất bình đẳng sẽ được bù đắp bằng cơ chế tự điều chỉnh này. Rât gọn gang.

Tôi biết điều này đã được thực hiện thành công từ lâu, nhưng tại sao nó hoạt động lại đáng xem.

Tôi nghĩ rằng tôi sẽ thiết lập một mô phỏng nhanh dựa trên thông tin được đưa ra bởi Russell trong câu trả lời của anh ấy. Điểm chính là phần "hành động như thể chúng đã bị bỏ qua bởi điốt". Đó là một xấp xỉ rất thô nhưng nó đưa ra một bức tranh về những gì có thể xảy ra.

I [D1] và I [D2] thể hiện dòng điện ngược thông qua các nắp. Ban đầu, một trong những chiếc mũ có dòng điện đảo chiều ngắn, sau đó nó trở nên tối thiểu cho cả hai. I [C1] và I [C2] thể hiện dòng điện qua điện dung. Điều này đáp ứng mong đợi của giới hạn 0,5uF ở 100Hz. Các phản ứng điện dung

Vì vậy, cao điểm hiện tại sẽ được

Sóng màu xanh nhạt trong đồ thị thứ ba là điện áp cung cấp. Các sóng màu xanh lam và xanh lục đậm trong biểu đồ thứ ba biểu thị điện áp nhìn thấy trên mỗi tụ điện (+ cực đối với - cực của mỗi)

Có thể thấy, cả hai đều được phân cực chính xác.

Có, có thể kết hợp hai mũ phân cực thành một nắp không phân cực đơn hiệu quả, nhưng với một số hạn chế. Mỗi nắp riêng lẻ vẫn chỉ cần nhìn thấy điện áp trong đặc điểm kỹ thuật của nó. Cách dễ nhất để làm điều này là có một điện áp cung cấp được đảm bảo luôn luôn ở trên hoặc dưới bất kỳ điện áp nào được đặt vào hai bên của nắp không phân cực. Hai nắp phân cực sau đó được kết nối ngược lại và một điện trở có giá trị cao được kết nối với nguồn cung cấp:

Lưu ý rằng tổng điện dung là sự kết hợp nối tiếp của hai tụ điện riêng lẻ, một nửa mỗi điện dung nếu chúng bằng nhau. Trong ví dụ trên, tổng điện dung hiệu dụng là 235 uF.

Phạm vi điện áp của mỗi nắp cũng phải được xem xét cẩn thận. Trường hợp xấu nhất phụ thuộc vào những gì các mạch bên ngoài có thể làm. Ví dụ: giả sử cả hai đầu được giữ ở mức 10V, thì đầu bên trái đột nhiên giảm xuống 0V. Trung tâm sẽ ở mức -5V với 15V trên nắp bên phải ngay sau bước. Trở kháng 1 MΩ trên tín hiệu cung cấp cũng phải được xem xét. R 1 phải đủ thấp để rò rỉ qua các nắp không thêm quá nhiều điện áp, nhưng nếu không càng cao càng tốt để không tải tín hiệu.

Nói chung, loại lừa này nên được coi là phương sách cuối cùng. Vì các tụ điện lưỡng cực thường là cần thiết cho tín hiệu, nó thường có thể được bố trí để yêu cầu điện dung lưỡng cực thấp hơn. Mũ gốm nhiều lớp đã tiến bộ đáng kể trong thập kỷ qua. Nếu bạn có thể thực hiện với 10 uF thay vì 100 uF, một gốm có thể có thể thực hiện công việc.

Xin lưu ý rằng điện trở tương đương (ESR) của các tụ ghép nối tiếp được nhân đôi. Vì trường hợp các thành phần tách ra khỏi mô hình lý tưởng của chúng (một tụ điện gần với lý tưởng / thế giới thực nên có điện trở và trở kháng không đáng kể), nó có thể có tác dụng không mong muốn (tức là thoát khói). Ví dụ: các IC như LM78xx & LM317 sẽ có quy định kém do đổ chuông được giới thiệu bởi các tụ lọc ESR cao

Tôi đã xây dựng một bộ dao động TTL để kiểm tra. Các cuộc thảo luận là một phần chính xác.

Nếu chu kỳ nhiệm vụ gần 50% thì các tụ điện hoạt động như thể chúng được tích hợp trong điốt và hạn chế điện áp âm (sai hướng). Nếu chu kỳ nhiệm vụ không phải là 50% (trong trường hợp của tôi khoảng 30%) thì điện áp âm là khoảng 0 V trên một tụ điện và 1,1 V trên một tụ điện khác.

Tôi sẽ bao gồm các điốt bảo vệ trên tất cả các ứng dụng tín hiệu đối xứng công suất thấp. Đối với các ứng dụng năng lượng, điốt Schottky có thể là một khoản đầu tư đáng giá.

Vâng, nó có thể được thực hiện, và an toàn, nhưng tôi sợ có nhiều vấn đề khác nhau nếu bạn chỉ cần làm theo lời khuyên trong một số câu trả lời.

Ví dụ, nếu bạn thiên vị điện trở trung điểm với tiềm năng cung cấp, các tụ điện có thể tiếp xúc với 1,5 lần tiềm năng cung cấp ngay cả khi các tụ điện khớp nhau. Bất kỳ sự không phù hợp nào cũng sẽ tăng mức tối đa có thể, và tùy thuộc vào đặc điểm kỹ thuật, sự không phù hợp có thể là đáng kể: thậm chí +/- 20% đại diện cho tỷ lệ trường hợp xấu nhất là 1,5: 1).

Kết nối back-to-back dựa vào các điốt ion tránh được vấn đề trên, nhưng giới thiệu một vấn đề khác - ít nhất là trên lý thuyết. Có thể các tụ điện có rò rỉ ở mức độ thấp không liên quan trực tiếp đến hoạt động dự định; điều này có thể gây ra vấn đề phát triển theo thời gian nếu một tụ điện bị rò rỉ và cái kia thì không. Tôi không có bất kỳ kiến ​​thức nào về điều này xảy ra, nhưng việc áp dụng song song các điốt tín hiệu nhỏ giá rẻ là quá đủ để triệt tiêu hiệu ứng, vì điện phân nhôm không dẫn điện đáng kể dưới 1,5 V (mặc dù cá nhân tôi thích duy trì hơn nhiều nhất là 1-Volt dài hạn). (Như một lưu ý phụ: khác với các đầu nối tinh ranh, nguyên nhân phổ biến nhất gây ra lỗi hỏng hóc mà tôi đã thấy là do các mạch khử nhiễu rò rỉ điện phân ra khỏi các điều kiện sai lệch dự định của chúng - vì vậy,

Lưu ý cuối cùng về an toàn: yêu cầu sử dụng độ lệch back-to-back cho thấy rằng có tín hiệu AC đáng kể trên cặp. Điều này ngụ ý hiện tại gợn; đảm bảo không vượt quá định mức dòng điện gợn, và cũng cần lưu ý rằng (tùy thuộc vào loại và thiết kế), mức xếp hạng dòng điện của tụ điện phụ thuộc vào tần số

Công ty tôi đã làm việc để xây dựng hàng ngàn công cụ trong những năm qua đã sử dụng phương pháp điện phân back-to-back. Không bao giờ có vấn đề.

Điều này có vẻ phân tích quan sát cực kỳ cơ bản, nhưng nhìn vào một sóng hình sin khi nó vượt qua 0, chúng ta có hai nửa, ví dụ sóng 110 V là từ 220 (+) đến (-). Điều đó có nghĩa là C1 & C2 xen kẽ về phía trước và đảo ngược với độ điện ly của chúng. Điện áp phân cực thuận là 110 V trên nắp thiên vị thuận C1, và sau đó qua C2 tương ứng trong mỗi nửa chu kỳ dương của chúng. Nhìn vào chu kỳ quý, các mức phí tích cực trong chu kỳ quý đầu tiên tích cực tương ứng của họ và xả trong chu kỳ quý thứ hai. 110v sạc và xả một tụ điện, và sau đó, xen kẽ.

Nhưng giả sử 110 V được thả trên cả hai tụ điện, một phía trước và một phía ngược lại, thì sự sụt giảm trên bất kỳ một nắp nào thực sự sẽ chỉ là 55V. Có thể nó không thông minh, hoặc được khuyến nghị để đảo ngược nắp điện phân nhưng trong trường hợp được mô tả, độ lệch ngược chỉ bằng một nửa, hoặc thực tế là một phần tư điện áp thực tế (220). Theo các thực tiễn tốt nhất, sử dụng các nắp được xếp hạng ít nhất gấp đôi điện áp được áp dụng và không bao giờ vượt quá một nửa mức đó, (1/4 bị rơi trên mỗi nắp) dường như không đạt đến điểm phá hủy.

tôi đã làm điều đó với bốn mũ 30uf, tất cả các phủ định được kết nối. Lấy hai tư thế cho một bên, hai cho bên kia. Tất cả bốn mũ là 30uf ở 150V. Làm toán theo cách bạn muốn, nhưng loa hoạt động tốt trong 33 năm cho đến khi tôi phải thay đổi các thành phần đơn giản vì đã đến lúc phải phủ lại các bộ phân tần và tạo lại loa trầm.

Hãy nhớ rằng, Q = CV. Nếu bạn có hai tụ nối tiếp và tích hợp dòng điện qua các tụ điện, Q sẽ thay thế từ tụ này sang tụ khác ... Tuy nhiên, có thể có 0 volt trên tổ hợp hai tụ, nhưng vẫn có một rất quan trọng, nhưng điện áp bằng nhau, trên mỗi tụ điện. ví dụ: + 10v + -10v = 0v.

Nhưng chờ đã, vẫn còn một sự cân nhắc khác. Ghi nhớ Q = CV bạn đã học trong lớp điện tử đầu tiên của bạn? Chà, vì dung sai của chất điện phân có thể rất dễ dàng là 20 phần trăm, nên cùng một Q trên các tụ điện thay đổi trong C 20% hoặc hơn nếu dung sai ở hướng ngược lại, có thể gây ra sự chênh lệch rất lớn trong điện áp cực đại mỗi tụ sẽ thấy.

Ý tưởng đặt một diode trên mỗi tụ điện để loại bỏ khả năng dòng điện ngược đáng kể là một giải pháp rất tốt. Các điện áp trên các tụ điện sẽ cân bằng, chủ yếu, rất nhanh trong điều kiện AC. Bằng cách này, và đảm bảo rằng bạn thận trọng trong việc chọn điện áp tối đa cho các tụ điện, bạn sẽ có một giải pháp khả thi.

Vấn đề duy nhất khác mà bạn sẽ có là điện phân không muốn được sạc đầy và xả lặp đi lặp lại. Việc kiểm soát Ripple tốt hơn nhiều so với việc truyền AC - các nhà sản xuất tụ điện nêu rõ điều này trong ghi chú ứng dụng của họ.

Tôi đã nhìn thấy cuộn nắp lưỡng cực của riêng bạn được làm từ hai điện trở ngược có cùng giá trị với các điốt ngược qua chúng. Đây là vào năm 1988, khi tôi mới ra khỏi Uni. Tôi không thích chúng vào thời điểm đó và thề không làm điều này trên bất cứ điều gì mới. Sản phẩm âm thanh quảng bá đã sử dụng chúng được sản xuất hàng trăm lần và không thất bại nên ông chủ của tôi đã không cho tôi thiết kế lại. Vì vậy, độ tin cậy vẫn ổn trong ứng dụng hiện tại gợn sóng thấp này. Tôi đã làm thử nghiệm các mũ đã nói ở trên trong bộ thử nghiệm CHÍNH XÁC ÂM THANH vào thời điểm những con ong quỳ xuống. Chúng tôi không thể tìm thấy bất kỳ biến dạng nào đến từ các nắp này. Đây không phải là những gì tôi mong đợi hoặc những gì người khác đã xem các thử nghiệm dự kiến. các mạng chéo loa khác thường sử dụng mũ elip lưỡng cực đã được biết là thất bại và lấy ra tweeter.Trong những dịp hiếm hoi mà tôi thay thế tweeter của ai đó, tôi loại bỏ điện cực lưỡng cực và thay thế bằng màng kim loại.