Ausgleichswiderstandswerte für Reihenkondensatoren

Ausgleichswiderstände sollen sicherstellen, dass Leckstromunterschiede zwischen Reihenkondensatoren die Spannung von einem oder mehreren von ihnen nicht über die Nennspannung drücken. Es gibt viel Lärm online darüber, wie man sie berechnet. Einige von ihnen befürworten Widerstände, um den dreifachen Leckstrom zu ziehen. Ich habe gesehen, dass das bis zum Zehnfachen des Leckstroms geht. Der in der Frage, 10/C - woher kommt das? Das Problem ist, dass diese Faustregeln Sie blind machen für das, was tatsächlich passiert. Viele von ihnen geben Ihnen auch Werte von Widerständen, die so viel Strom verbrennen und so viel Abwärme erzeugen, dass Sie im Wesentlichen kleine Raumheizgeräte neben Ihre Kondensatoren stellen, was nie eine gute Sache ist. Wie sich herausstellt, ist die Berechnung des Widerstands nicht so schwer. Die allgemeine Formel dafür lautet:

Im Kern ist es einfach. R = V/I. In diesem Fall ist es der Spannungsspielraum geteilt durch die maximale Differenz des Leckstroms in Ihren Kondensatoren. Der Schlüssel liegt darin, diese beiden Zahlen zu erhalten.

Vheadroom – Dies ist die einfachere der beiden Zahlen, die Sie benötigen. Dies ist die Menge an zusätzlicher Spannung, mit der Sie spielen müssen, und ist einfach die maximale Nennspannung der von Ihnen verwendeten Kondensatoren multipliziert mit der Anzahl der von Ihnen verwendeten Kondensatoren. Nehmen Sie diese und subtrahieren Sie die tatsächliche Busspannung über alle. In Ihrem Fall 2 x 500 V - 900 V = 100 V. Dies ist der Spannungsspielraum, mit dem Ihre Schaltung spielen muss.

Imaxdeltaleck- Dies ist die schwierigere und erfordert normalerweise eine gewisse Schätzung. Dieser Wert ist die maximale Leckstromdifferenz, die Sie zwischen den Kondensatoren in Ihrer Bank erwarten können. Wenn Sie 100% sicher sein möchten, können Sie den vom Hersteller angegebenen Wert für den maximalen Leckstrom in seinen Kondensatoren verwenden. Dies ist in den Datenblättern der Kondensatoren des Herstellers ersichtlich. Zum Beispiel ist Nichicon 3√(CV) bis maximal 5mA. Dies setzt jedoch voraus, dass einer Ihrer Kondensatoren die maximale Menge leckt und der andere (oder mehrere) überhaupt nicht leckt, was niemals der Fall ist. Die meisten Kondensatoren des gleichen Werts vom gleichen Hersteller (insbesondere wenn sie aus der gleichen Charge stammen) lecken ungefähr die gleiche Menge. Die Faustregel, die ich verwende, lautet, 20 % des gesamten maximalen Leckstroms als maximale Differenz der Leckströme zu verwenden, die Sie in einer Gruppe von ihnen sehen werden. So:

100k ist ein guter Wert, um Ihre Spannungen dort zu halten, wo sie sein müssen. In diesem Fall ist es vielleicht keine schlechte Idee, 3 x 15000-uF-Kondensatoren zu verwenden, sogar Kondensatoren mit niedrigerer Nennleistung von 400 V, um etwas mehr Gesamtspannungs-Headroom zu schaffen.

So wie ich es verstehe, möchten Sie aus zwei polarisierten 500-V-Kondensatoren einen 1-kV-polarisierten Kondensator herstellen:

Die Ableitwiderstände sollen die Spannungen an den Kondensatoren grob ausgeglichen halten. So weit OK, aber das scheint ziemlich extrem zu sein.

Die Widerstände ziehen ½ A bei 1 kV ein! Das sind 500 W Leistung, und jeder Widerstand verbraucht 250 W. Dies könnte funktionieren, wenn Sie versuchen, einen kleinen Toaster herzustellen, aber dann würden Sie die Kondensatoren überhaupt nicht benötigen.

Eine andere Möglichkeit, dies zu betrachten, besteht darin, zu sehen, wann das Ergebnis hauptsächlich kapazitiv und wann hauptsächlich resistiv aussieht. Der -3-dB-Punkt von 1 kΩ und 10 mF liegt bei 16 mHz. Wenn alle Ihre Frequenzen deutlich über 16 MHz liegen, sind Sie aus dieser Sicht eigentlich in Ordnung.

Ich würde den schlimmsten Fall, dem diese Schaltung ausgesetzt sein wird, sorgfältig prüfen und prüfen, ob die Widerstände nicht viel größer gemacht werden können.

500 W abzuleiten, nur um teurere Hochspannungskappen zu vermeiden, scheint ein schlechter Kompromiss zu sein. Schauen Sie sich die 1-kV-Obergrenzen an, und tauchen Sie auch ein paar Ebenen auf und untersuchen Sie erneut, warum Sie glauben, dass Sie dies überhaupt brauchen.

interessante Frage.

• aus diesen Auswahlmöglichkeiten für 10kuF 500V Preisspannen von 137 $/ea bis 341 $/ea (usd)

• 1. Blick auf das billigste , UCC pn E37X501CPN103MFM9M

  • Zusammenfassung zeigt:

    • Leckstrom: 0,02 CV (µA) oder 5 mA, je nachdem, welcher Wert kleiner ist, > 5 Minuten bei 25 °C
    • Standard-Kapazitätstoleranz: +/-20 %

  • Der schlimmste Fall ist 5 mA bei 500 V = 100 kΩ > 5 Minuten, also RC = 1.000 Sekunden

Das Problem dabei ist, dass die Kappen wie Batterien einen "Doppelschichteffekt" und einen Memory-Effekt sowie einen Alterungsverlust haben, der mit dem Alter ansteigt und das Abbrennen von Verunreinigungen erfordert, so dass der Leckstrom unter die Nenngrenze in uA fällt.

Pd in ​​100k=$V^2/R=500^2/100k=2.5W$

• Die Unsicherheit ist die transiente Leckage nach einer ungenutzten Zeitspanne, weshalb historisch große E-Caps mit 100k-Serien-R aufgeladen wurden, bis die Spannung vollständig aufgeladen war, dann konnte sie in Betrieb genommen werden. es kommt also darauf an, wie gut die beiden Kappen zum „Balancing“ passen.

Ein sanfter Start ist ein sicherer Plan oder zwei MOV/TVS bei Nennspannung, um abgesicherte Kondensatoren auszugleichen, kann aber schwer zu finden und nicht sehr präzise sein.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}