Перейти к содержанию

Что будет, если соединить конденсаторы параллельно?

Обновлено Редакция GAW

Параллельные конденсаторы подключены к одним и тем же двум точкам, поэтому напряжение на них одинаковое, а заряды и ёмкости складываются:

Cобщ=C1+C2+⋯+CnC_\text{общ} = C_1 + C_2 + \dots + C_n

Рабочее напряжение группы — наименьшее из номиналов, ток утечки — сумма утечек, а ток пульсаций делится между конденсаторами обратно пропорционально их импедансу. Посчитать любую комбинацию можно в калькуляторе соединений.

Пример: два Nichicon UPW на 10 В

Нормы из каталога CAT.8100N и наш расчёт для суммарного тока пульсаций 1,5 А на 100 кГц:

Параметр1000 мкФ, 10×16680 мкФ, 8×15Вместе
Ёмкость при допуске ±20 %800–1200 мкФ544–816 мкФ1344–2016 мкФ
Импеданс, 20 °C / 100 кГц0,068 Ом0,085 Ом0,038 Ом
Допустимый ток пульсаций, 105 °C1050 мА730 мА—
Доля тока 1,5 А833 мА667 мА1500 мА
Ток утечки, норма300 мкА204 мкА504 мкА

Ток делится по импедансам: I1 = I · Z2/(Z1 + Z2). Оба конденсатора остались ниже своей нормы, но «впритык» сидит меньший: у него выше ESR и ниже допустимый ток. Поэтому для деления тока пульсаций берут одинаковые конденсаторы — тогда ток делится поровну и запас у всех один.

Что проверить

  1. Напряжение. Пиковое напряжение с учётом пульсаций не должно превышать номинал ни у одного конденсатора — Nichicon ставит это условие для всех режимов.
  2. Допуск. Электролиты ±20 %: суммарная ёмкость двух по 1000 мкФ лежит в пределах 1600–2400 мкФ, и схема должна работать во всём этом диапазоне.
  3. Частота. Нормы тока пульсаций даны на 100 кГц для UPW и на 120 Гц для UVR; на 50–120 Гц для UPW действует коэффициент от 0,20 до 0,85 в зависимости от ёмкости, то есть допустимый ток заметно меньше.
  4. Температура. UVR рассчитан на 85 °C, UPW — на 105 °C; в одной группе срок службы определит самый горячий.

Как выбрать сам конденсатор по напряжению, току пульсаций и ресурсу, разобрано в ответе «Как выбрать электролитический конденсатор?», а можно ли просто поставить один большей ёмкости — в ответе «Можно ли поставить конденсатор большей ёмкости?».

Похожие вопросы

Можно ли соединять параллельно конденсаторы на разное напряжение?

Можно, но сборка выдержит только меньшее из номинальных напряжений: на параллельных конденсаторах напряжение одно и то же. Nichicon требует, чтобы пиковое напряжение с учётом пульсаций не превышало номинал, и это условие должен выполнять каждый конденсатор в группе.

Зачем ставят керамический конденсатор параллельно электролитическому?

У керамики импеданс на высоких частотах намного ниже, и высокочастотная часть тока пульсаций уходит в неё, разгружая электролит. Ёмкость при этом почти не меняется: 100 нФ рядом с 1000 мкФ — это прибавка 0,01 %.

Складываются ли токи утечки?

Да, как и ёмкости: у двух UPW на 10 В, 1000 мкФ и 680 мкФ, нормы утечки 300 мкА и 204 мкА, в сумме — до 504 мкА (наш расчёт). Для батарейных схем с большой параллельной ёмкостью это заметная статья потребления.

Источники

  1. Nichicon. UPW: Miniature Sized, Low Impedance, High Reliability For Switching Power Supplies (CAT.8100N) — Specifications: допуск ёмкости ±20 % при 120 Гц, 20 °C; ток утечки не более 0,03CV мкА через 1 мин; tan δ при 10 В — 0,19 (120 Гц); пиковое напряжение не должно превышать номинальное; таблица 10 В: 680 мкФ 8×15 — ток утечки 204 мкА, импеданс 0,085 Ом (20 °C/100 кГц), допустимый ток пульсаций 730 мА (105 °C/100 кГц); 1000 мкФ 10×16 — 300 мкА, 0,068 Ом, 1050 мА; частотные коэффициенты тока пульсаций при 50 и 120 Гц: 0,20 и 0,30 (15–47 мкФ), 0,70 и 0,75 (390–1000 мкФ), 0,80 и 0,85 (1200 мкФ и больше); 1,00 от 10 кГц
  2. Nichicon. UVR: Miniature Sized Aluminum Electrolytic Capacitors (CAT.8100M) — допуск ±20 % при 120 Гц, 20 °C; диапазон −40…+85 °C для 6,3–400 В; допустимый ток пульсаций нормируется при 85 °C/120 Гц; ток утечки 0,03CV мкА (6,3–100 В)
Страница помогла?

Нашли ошибку? ·

Смотрите также