Qu'est-ce qu'une tension nominale ca pour un condensateur?

Je pensais que la seule chose qui comptait était la tension absolue aux bornes d'un condensateur perforant le diélectrique, mais il y en a aussi qui ont une tension alternative. Qu'est-ce que ça veut dire? Pourquoi la valeur change-t-elle à différentes fréquences?

Je vois des graphiques Vrms vs fréquence, cette équation

• $V_{rating} \geq {1 \over k} \cdot V_{PP} + |V_{min}|$

etc. mais je ne suis pas sûr de le comprendre.

Comment évaluez-vous un condensateur s'il aura à la fois DC et AC superposés? Si, par exemple, je mets 200 VDC en moyenne sur un condensateur de 33 nF, avec une forme d'onde CA 70 kHz superposée qui atteint parfois 1200 Vpp (donc 424 Vrms, 200 + 600 = 800 Vmax et 200 - 600 = -400 Vmin ), alors de quoi a-t-il besoin pour les cotes DC et AC?

Sommaire

Sur la base des directives de Sélection des condensateurs pour les applications à impulsions,
la tension nominale requise est susceptible d'être surprenante et ennuyeuse.

• Tension nominale du condensateur = volts CC + composant CA / facteur K.

• Kfactor dépend de la fréquence et <= 1. Valeur selon ce graphique (à partir de la référence ci-dessus).
  À 70 Khz K ~ = 0,35, la composante de tension alternative est donc multipliée par un facteur 1 / 0,35 = 2,9!

• Pour le polypropylène K ~~ = 1,16 - 0,16 x log (f)
  (les valeurs numériques étaient correctes. La formule a été corrigée). (log base 10) - pour 10HZ <f <1 MHz.
  (basé empiriquement sur le graphique ci-dessous)

par exemple,
à 1 MHz, multipliez n'importe quel composant AC x ~ = 5
à 100 KHz multipliez n'importe quel composant AC x ~ = 3
à 10 KHz multipliez n'importe quel composant AC x ~ = 2

Pour cet exemple spécifique

• Kf à 70 kHz ~ = 0,35
• Veffective = Vdc + (Vpeak-Vdc) / kf
• = 200 + (800-200) / 0,35 = ~ 2000 Volt condensateur requis !!!

Ceci est plus applicable pour les applications d'impulsion ou AC à très haute fréquence (dont votre exemple est un cas), bien qu'il soit intéressant de noter qu'à 100 Hz, le facteur d'échelle est déjà descendu à 80% de la valeur de la capacité CC.

Les exemples de graphiques que vous avez donnés concernent le film diélectrique en polypropylène.
Les valeurs numériques varient en fonction du type diélectrique.

La raison invoquée est que la rigidité diélectrique du film diminue avec l'augmentation de la fréquence.

• L'explication derrière la raison, qui n'a pas besoin d'être connue pour appliquer les formules, commence à entrer dans la magie profonde et les propriétés physiques des arcanes mais semble se rapporter à l'augmentation du facteur de dissipation avec la fréquence et à la probabilité croissante de décharge corona interne avec épaisseur croissante du matériau (ou "épaisseur effective" avec une fréquence croissante).

  Ce document intéressant (ou ennuyeux en fonction de ses intérêts) document
  Mylar film - Product informationm de Dupont Teijin offre des informations sur le polyester / Mylar qui peuvent être généralement applicables à d'autres plastiques. La figure 8 montre l'augmentation du facteur de dissipation avec la fréquence (d'où une diminution de la résistance à la tension appliquée et à la décharge corona)

L'application de la formule est plus facile que de comprendre la raison.

(a) Solution pour:
tension continue
+ ve avec impulsion continue + ve
ou courant alternatif ajouté tel que Vmin> = 0V.

Cela s'applique à un condensateur avec un décalage DC (disons + ve) et une impulsion continue + ve OU DFC avec une forme d'onde AC supplémentaire telle que V est toujours> 0.
Pour un décalage AC par une composante DC telle que la forme d'onde traverse toujours 0 Volts voir (b) ci-dessous.

• Calculez la valeur du multiplicateur ak en fonction de la fréquence.
  D'après le tableau K <= 1.
  Il s'agit d'un facteur de déclassement pour la partie CA de la forme d'onde.

• Calculer la tension minimale = Vmin

• Calculez Vpp = Vmax - Vmin.

• Calculer la tension efficace du composant AC

  Vac efficace = Vpp / k.
  (Wghich sera toujours> = Vpp)

• Ajouter des valeurs DC et AC

  Veffective = Vdc_applies + Vac = Vdc_applied + Vpp / k.

  QED.

(b) Solution pour Vdc + Vac telle que la forme d'onde combinée traverse toujours 0v deux fois par cycle

• Vmin = 0

• Vpp = Vpeak [[= VAC_peak_to_peak / 2 + Vdc]]

• Obtenez k du tableau comme ci-dessus.

• Veffective = Vpp / k.

Dans votre exemple, le cas (a) s'applique.

Vdc = 200V
Vous signalez que Vmax = 800V donc Vpp = (Vmax - 200) = (800-200) = 600v.
Calcul K à partir d'un document WIMA référencé.

K pour 70 kHz = ~ = 0,35

Veffective = 200 + 600 / 0,35 = 1914v

Condensateur 2 kV requis !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Les condensateurs ont une tension maximale qu'ils peuvent maintenir comme vous le dites, mais aussi un courant maximal qu'ils peuvent gérer. C'est ce que l'on appelle généralement la spécification de courant d'ondulation . Étant donné que c'est le courant qui compte, il peut également être exprimé sous la forme d'une tension alternative maximale à des fréquences particulières.

Dans votre cas, vous aurez une onde sinusoïdale de 1200V pp 70 kHz sur votre condensateur. Le taux de variation le plus rapide de ce signal est au passage à zéro, qui est de 600 V * 2 * Pi * 70 kHz = 264 V / µs. Le courant à travers un condensateur est dV / dt * C. Utilisons par exemple 1 µF. 264 V / µs * 1µF = 264 A crête, 187 A RMS, qui est le courant d'ondulation que le capuchon doit être capable de maintenir.