Categorie

Produttori

Newsletter

CONDENSATORI ELETTROLITICI IN SERIE E CALCOLO DELLE RESISTENZE DI EQUILIBRATURA DELLE TENSIONI

Quando si mettono in serie due condensatori elettrolitici uguali per tensione, capacita’, marca e modello

perche’ la tensione di lavoro del singolo condensatore non basterebbe, ad esempio servirebbe un condensatore elettrolitico da 500 o 600 V, che sono o introvabili o molto costosi, occorre obbligatoriamente utilizzare delle resistenze di equilibratura (balancing resistors) delle singole tensioni.

Questo perche’ gli elettrolitici hanno una significativa Corrente di Perdita (leakage current) che fa si che, nella serie degli stessi, la tensione si divida diversamente su uno e sull’altro.

Vediamo come calcolare il valore di tali resistenze di protezione.

Consideriamo il seguente circuito che consiste di un Condensatore Elettrolitico C1 in parallelo alla Resistenza R1 in serie ad  un Condensatore Elettrolitico C2 in parallelo alla Resistenza R2.

C1 e C2 sono i due elettrolitici in serie, R1 e R2 sono le due resistenze di equilibratura delle tensioni, V e’ la tensione totale applicata ai due condensatori in serie, Vm e’ la Tensione sul singolo condensatore, pari a V/2.

(Ic2 – Ic1) e’ la differenza tra le correnti di perdita dei due condensatori, proprio cio’ che provoca lo sbilanciamento delle tensioni.

La differenza tra le due Correnti di Perdita puo’ essere stimata:

(Ic2 – Ic1) = (0.003 x C [µF] x V [V]) / 2000     (Risultato in mA)

La somma delle tensioni rette dai due condensatori da mettere in serie deve essere superiore alla V/2 di almeno il 10%, per non far lavorare i due condensatori al limite.

le Resistenze di protezione (balancing resistors) che saranno uguali tra loro sono date da:

R1 = R2 = [(2 x Vm) – V] / (Ic2 – Ic1)


ESEMPIO

Avendo una Tensione V totale da gestire di 600 V, useremo 2 Condensatori Elettrolitici uguali in serie da minimo 350 V lavoro, ad esempio da 470 µF, tenendo presente che mettendoli in serie la loro capacita’ si dimezza.

Otteniamo cosi’ un Condensatore Elettrolitico da 700 V (massimi, che noi useremo al massimo a 600 V) e 235 µF.

Calcoliamo ora le Resistenze di protezione (balancing resistors) che saranno uguali tra loro.

(Ic2 – Ic1) = (0.003 x C [µF] x V [V]) / 2000     (Risultato in mA) per cui, nel nostro caso:

(Ic2 – Ic1) = (0.003 x 470 [µF] x 600 [V]) / 2000 = 0.423 mA

R1 = R2 = [(2 x Vm) – V] / (Ic2 – Ic1) = [(2 x 350 V) – 600 V] / 0.423 = 236.40 KΩ per cui sceglieremo la resistenza commerciale di valore immediatamente minore.

Questo ci garantira’ che le condizioni di bilanciamento siano rispettate e al massimo scorrera’ una corrente di bilanciamento leggermente superiore, che ci garantira’ in modo conservativo sulla protezione dei condensatori.

Sceglieremo quindi due Resistenze da 220 KΩ.

La potenza dissipata su ogni Resistenza, quando sul circuito applichiamo i 600 V sara’ data da: Pr = Vm2 / R.

Quindi: Pr = (300 V) 2 / 220 KΩ = 0.409 W

Per cui, ricordando la “regola empirica” di moltiplicare per 4 o per 5 la potenza dissipata sulle Resistenze, per non generare troppo calore sul componente, avremmo Pr= 5 x 0.409= 2.04 W.

Utilizzeremo quindi dei componenti da 2 W.

 

ESEMPIO

Avendo una Tensione V totale da gestire di 600 V, useremo 2 Condensatori Elettrolitici uguali in serie da 450 V lavoro, ad esempio da 2200 µF, tenendo presente che mettendoli in serie la loro capacita’ si dimezza.

Otteniamo cosi’ un Condensatore Elettrolitico da 900 V (massimi, che noi useremo al massimo a 600 V) e 1100 µF.

Calcoliamo ora le Resistenze di protezione (balancing resistors) che saranno uguali tra loro.

(Ic2 – Ic1) = (0.003 x C [µF] x V [V]) / 2000     (Risultato in mA) per cui, nel nostro caso:

(Ic2 – Ic1) = (0.003 x 2200 [µF] x 600 [V]) / 2000 = 1.98 mA

R1 = R2 = [(2 x Vm) – V] / (Ic2 – Ic1) = [(2 x 450 V) – 600 V] / 1.98 = 151.51 KΩ per cui sceglieremo la resistenza commerciale di valore immediatamente minore.

Sceglieremo quindi due Resistenze da 150 KΩ.

La potenza dissipata su ogni Resistenza, quando sul circuito applichiamo i 600 V sara’ data da: Pr = Vm2 / R.

Quindi: Pr = (300 V) 2 / 150 KΩ = 0.6 W

Per cui, ricordando la “regola empirica” di moltiplicare per 4 o per 5 la potenza dissipata sulle Resistenze, per non generare troppo calore sul componente, avremmo Pr= 5 x 0.6= 3 W.

Utilizzeremo quindi dei componenti da 3 W.

 

Mi sono ispirato per la stesura di questa piccola “nota”, all’articolo tecnico della BHC- Aerovox  “Balancing Resistors for Voltage Sharing”, da cui ho desunto le formule della differenza delle correnti di perdita e delle Resistenza di bilanciamento.

 

Come sempre, se riscontraste inesattezze o imprecisioni, vi pregherei di comunicarmelo mediante email, Grazie!

 

 


Carrello  

Nessun prodotto

Spedizione 0,00 €
Totale 0,00 €

Check out