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電気二重層コンデンサの直列回路
電気二重層コンデンサの直列回路で教えてください。 1.5F,5.5V,等価直列抵抗30Ω(1kHz)を3個使用して耐圧をあげたいと思っています。 1個の場合の等価回路は, -30Ω-1.5F- と考えれば良いと思うのですが,3個直列の場合, -30Ω-1.5F-30Ω-1.5F-30Ω-1.5F- なのですが,これは -90Ω-0.5F- と考えて差し支えないでしょうか? また,ESR30Ωが,f=1kHzとなっているのですが,DCで使用する場合,ESRの値の 変動を考慮する必要がありますでしょうか? また変動はあるものでしょうか?
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耐圧を上げるために6個(同容量)の電気二重層コンデンサーを直列接続して、使用したいと考えております。 メーカーの仕様書を見ると、「コンデンサーを直列に接続するときは電圧バランスが崩れないように、漏れ電流を考慮した分圧抵抗器を各コンデンサーに並列に入れて下さい。」とありました。 説明書きを読むと、各コンデンサーの個々の誤差から一番小さい容量のモノに電圧が集中し、耐圧をオーバーしてパンクすることがあるとのこと。 使用するコンデンサーは下記の製品です。 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-05326/ 使用の目的は、車載オーディオ(ヘッドユニット、アンプ類)の電源の安定化です。車両側の最大電圧は14.4V(オルタネーター発電時)です。耐圧3Vのコンデンサー6個を直列接続し、耐圧を18Vにあげてカーバッテリー(鉛蓄電池)に並列接続しようと考えております。 この様な使用方法でも、バランス抵抗は必要でしょうか?(特に問題がなければ、手間やコストを考えると入れたくないのが本音です・・・。) やはり入れなくてはマズイとのことであれば、コンデンサーに並列する抵抗値はどのように決めたらよいのでしょうか?メーカーが公表する計算式を見たのですが、ムズカシクてさっぱり判りません・・・。 ↓ ニチコン株式会社 アルミニウム電解コンデンサーの概要 2-5 シリーズ結線におけるバランス抵抗の選定方法 http://www.nichicon.co.jp/lib/aluminum.pdf 使用状況やコンデンサーの漏れ電流で抵抗値は変わるかと思いますが、上記使用を目的とした際のおよその概算値で構いませんので、わかる方がいらっしゃいましたらご教授頂けないでしょうか? なにぶん知識に乏しく、ご迷惑をお掛けしますが、何卒宜しくお願いいたします。
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お礼
いつも,アドバイス,ありがとうございます。 EDLCのメーカーに次の情報がありました。 http://www.rubycon.co.jp/products/edlc/faq.html 一応,直列接続について漏れ電流を考慮するよう書かれています。 電話・メールで聞いてみましたが, 1.EDLCは有極性なので,逆電圧を印加しないよう使って欲しい。 2.しかしEDLCは原理上極性はないので,逆電圧を印加=すぐに破損というわけではない。 3.0.3V程度では問題はないでしょう。 とのことでした。 http://firestorage.jp/download/a871ac56130f525f341c088b27798afa567613c3 に,オペアンプを入れ替えて,2SJのFETに置き換えた回路図をおきました。 写真でいただいた回路は,もう少しかかりそうです。
補足
詳細な説明,ありがとうございます。 (xitian様は,組み込み開発の現役エンジニア?) 勉強させていただき,本当に助かります。 PICの利用も検討してみます。今のところH8メインでやっているので, とりあえず,2段目の安定化電源を挿入してみます。 電流制限の件,了解です。 EDLCの逆耐圧は禁止ですね。とは言っても気になるので, 明日あたりメーカーに電話して聞いてみます。 わかりましたら,また情報提供いたします。 VRの上下の抵抗の件,了解です。 VRの上部の電圧が目的の電圧になるよう,調整すればよいと思いますので, 回路図を書いてみます。 2SKを上下に使っている件ですが,確かに上側は下のFETのON,OFFにより 上側のVgsが振られます。ただ,下のFETがONの時だけ,電流制限が かかれば良く,下のFETがOFFの時は,上はON,OFFは関係ないと 考えていました。 ただ,下のFETのソース電位も9Vくらいまであがり,ゲート電圧と 3V位しか差がなくなるので,動作はしそうですが,微妙な感じもします。 上も下も2SJタイプの方がよいように思えてきましたが,ご教授 いただけないでしょうか。 オペアンプの件,恐縮です。学内の電気・電子の先生に聞いても, このことは知りませんでした。 NJM4580を自分のところの標準オペアンプとして,使ってきましたが, 時々破損していたのは,入力にファンクションジェネレータをつない だまま,オペアンプの電源を先に落としていたためである可能性が 高そうです。 ±15でも使えることと,入出力レールツゥレール,さらに電源電圧 に依存しない入力電圧制限。使いやすそうです。 ただ,f特が40dBで10kHzくらいまでのようですね。