¿Qué es una calificación de tensión alterna para un condensador?

Pensé que lo único que importaba era el voltaje absoluto a través de un condensador que perforaba el dieléctrico, pero hay algunos que también tienen una clasificación de CA. ¿Qué significa esto? ¿Por qué cambia el valor a diferentes frecuencias?

Veo Vrms vs gráficos de frecuencia, esta ecuación

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

etc. pero no estoy seguro de entenderlo.

¿Cómo califica a un condensador si tendrá tanto corriente continua y alterna superpuesta? Si, por ejemplo, pongo un promedio de 200 V CC en un condensador de 33 nF, con una forma de onda de CA superpuesta de 70 kHz que ocasionalmente alcanza 1200 Vpp (424 Vrms, 200 + 600 = 800 Vmáx y 200-600 = -400 Vmín. ), entonces, ¿qué se necesita para las clasificaciones de CC y CA?

Resumen

Sobre la base de las directrices de selección de los condensadores para aplicaciones de impulsos
con la tensión requerida es susceptible de ser sorprendente y molesto.

• Tensión nominal del condensador = voltios CC + componente CA / factor K.

• Kfactor depende de la frecuencia y <= 1. Valor según este gráfico (de la referencia anterior).
  ¡A 70 Khz K ~ = 0.35, entonces el componente de voltaje de CA se multiplica por un factor de 1 / 0.35 = 2.9!

• Para polipropileno K ~~ = 1.16 - 0.16 x log (f)
  (Los valores numéricos fueron correctos. La fórmula ha sido corregida). (base de registro 10) - para 10HZ <f <1 MHz.
  (empíricamente basado en el gráfico a continuación)

por ejemplo,
a 1 MHz, multiplique cualquier componente de CA x ~ = 5
a 100 KHz, multiplique cualquier componente de CA x ~ = 3
a 10 KHz, multiplique cualquier componente de CA x ~ = 2

Para este ejemplo especifico

• Kf a 70 kHz ~ = 0.35
• Veffective = Vdc + (Vpeak-Vdc) / kf
• = 200 + (800-200) /0.35 = ~ Requiere condensador de 2000 voltios !!!

Esto es más aplicable para aplicaciones de pulso o CA de muy alta frecuencia (de lo que se trata su ejemplo), aunque vale la pena señalar que a 100 HZ el factor de escala ya está por debajo del 80% del valor de capacitancia de CC.

Los gráficos de ejemplo que ha proporcionado son para dieléctrico de película de polipropileno.
Sus valores numéricos variarán con el tipo dieléctrico.

La razón dada es que la resistencia dieléctrica de la película disminuye al aumentar la frecuencia.

• La explicación detrás de la razón, que no necesita ser conocida para aplicar las fórmulas, comienza a entrar en la magia profunda y las propiedades físicas arcanas, pero parece estar relacionada con el aumento del factor de disipación con la frecuencia y la creciente probabilidad de descarga de corona interna con espesor creciente del material (o "espesor efectivo" con frecuencia creciente).

  Este interesante (o aburrido dependiendo de sus intereses)
  película Mylar - La información del producto de Dupont Teijin ofrece algunas ideas para poliéster / Mylar que se puede esperar que sean generalmente aplicables a otros plásticos. La Figura 8 muestra un factor de disipación creciente con la frecuencia (por lo tanto, disminuye la resistencia al voltaje aplicado y a la descarga de corona)

La aplicación de la fórmula es más fácil que comprender la razón.

(a) Solución para:
+ ve voltaje de CC con
+ ve pulso activo
o CA agregada de modo que Vmin> = 0V.

Esto se aplica a un condensador con un desplazamiento de CC (digamos + ve) y un pulso activo + ve agregado O DFC con una forma de onda de CA agregada de modo que V siempre sea> 0.
Para el desplazamiento de CA por un componente de CC de modo que la forma de onda aún cruce 0 Voltios ver (b) a continuación.

• Calcule un valor de multiplicador ak basado en la frecuencia.
  De la tabla K <= 1.
  Este es un factor de reducción para la parte de CA de la forma de onda.

• Calcular voltaje mínimo = Vmin

• Calcular Vpp = Vmáx - Vmín.

• Calcular el voltaje efectivo del componente de CA

  Vac efectiva = Vpp / k.
  (Wghich siempre será> = Vpp)

• Agregar valores de CC y CA

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

  QED

(b) Solución para Vdc + Vac de modo que la forma de onda combinada todavía cruce 0v dos veces por ciclo

• Vmin = 0

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

• Obtenga k de la tabla como arriba.

• Veffectivo = Vpp / k.

En su caso de ejemplo se aplica (a).

Vcc = 200V
Usted informe que Vmáx = 800V por lo Vpp = (Vmax - 200) = (800-200) = 600v.
Cálculo de K del documento WIMA referenciado.

K para 70 kHz = ~ = 0.35

Veffectivo = 200 + 600 / 0.35 = 1914v

Se requiere condensador de 2 kV !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Los condensadores tienen una tensión máxima que puede contener como usted dice, sino que también tienen una corriente máxima que pueden manejar. Esto generalmente se conoce como la corriente de rizado de especificaciones. Puesto que es la corriente que importa, sino que también puede expresarse como una tensión máxima de CA a frecuencias particulares.

En su caso, tendrá una onda sinusoidal de 1200V pp 70 kHz en su condensador. La tasa más rápida de cambio de esa señal está en el cruce por cero, que es 600V * 2 * Pi * 70 kHz = 264 V / mu s. La corriente a través de un condensador es el uso dV / dt * C. de Let 1 mF por ejemplo. 264 V / mu s * 1μF = 264 pico Amps, 187 Amps RMS, que es la corriente de rizado del tapón debe ser capaz de sostener.