Condensadores - 2

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Dr. Rodolfo A. Echavarría Solís Universidad Politécnica de Victoria

Condensadores Los condensadores tienen 2 funciones principales en los circuitos electrónicos: • Filtrado • Almacenamiento de energía Para seleccionar un condensador es necesario tener en cuenta tres parámetros fundamentales: • Tensión • Capacidad • Tipo de condensador

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Condensadores En general, todos los parámetros están relacionados entre sí, por lo que cada tipo de condensador tiene inherentemente una serie de especificaciones típicas.

Existen tres tipos básicos de condensadores: • Electrolíticos • Plásticos Plá ti • Cerámicos

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Condensadores Circuito Equivalente Para comprender las características de un condensador es necesario conocer su circuito equivalente Un posible modelo para un condensador real es el siguiente: ESL

ESR

C

Rp Aparte del condensador en sí, sí en el modelo aparecen una resistencia y una bobina en serie, así como una resistencia en paralelo. Análisis de Circuitos Eléctricos

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Condensadores Circuito Equivalente ESL

ESR

C

Rp ESL: Inductancia Serie Equivalente (Equivalent Series Inductance) Suele ser muy pequeña En ciertas aplicaciones en muy importante minimizar todas las inductancias del circuito por lo que es necesario tenerla en cuenta

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Condensadores ESL

ESR

RP : Resistencia paralelo

C

Rp

Suele ser muy grande N genera pérdidas No é did apreciables i bl Un condensador real cargado acaba descargándose solo debido a la presencia de esta resistencia

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Condensadores

ESL

ESR

C

Rp ESR: Resistencia Serie Equivalente q ((Equivalent q Series Resistance)) Es quizá el parámetro más importante aparte de la capacidad Cuando pase corriente a través del condensador, la ESR da lugar a pérdidas (el condensador también se calienta) Una corriente alterna también genera rizado por el hecho de pasar a través de la ESR Interesa que sea lo más pequeña posible Análisis de Circuitos Eléctricos

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Condensadores Condensadores electrolíticos Se construyen enroscando un conjunto de capas paralelas de aluminio separadas por papel e impregnadas en un electrolito

Su principal ventaja es la enorme capacidad por unidad de volumen que se consigue

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Condensadores Condensadores electrolíticos

Características más importantes • Alta capacidad por unidad de volumen • Alta ESR Típicamente tienen encapsulados cilíndricos

• Baja frecuencia de operación • Tienen polaridad

Su uso más habitual es para filtrar formas de onda con frecuencias de red (50, 100  Hz) y para almacenar energía Tensiones típicas:  6.3 V – 10 V – 16 V – 25 V – 35 V‐ 63 V – 100 V ‐250 V – 350 V – 450 V Valores de ESR: desde varios Ω hasta 10 mΩ Análisis de Circuitos Eléctricos

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Condensadores Condensadores electrolíticos La temperatura les perjudica bastante Existen dos gamas de condensadores: 85 ºC y 105 ºC A temperaturas elevadas el electrolito se evapora La vida del condensador se acorta bastante

Cuanto mayor es C, menor ESR Cuanta más tensión soportan, mayor ESR Existen condensadores electrolíticos de tántalo con baja ESR Fabricantes: AVX, Kemet Análisis de Circuitos Eléctricos

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Condensadores Condensadores plásticos Se construyen con dieléctricos plásticos metalizados: • Tereftalato de Polietileno: MKT • Polipropileno: MKP

El encapsulado suele ser tipo “caja”

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Condensadores Condensadores plásticos Características más importantes • Capacidad por unidad de volumen media • Baja ESR • Alta frecuencia de operación • No tienen polaridad Al tener baja ESR y baja ESL, trabajan hasta frecuencias elevadas Son bastante estables en temperatura Se usan habitualmente h bi l para construir i fil filtros h hasta ffrecuencias i d de MHz Tensiones nominales de condensadores plásticos: 100 V, 250 V, 400 V, 630 V, 1000 V, 2000 V Orden de magnitud de la capacidad: Análisis de Circuitos Eléctricos

desde 1nF hasta 50μF

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Condensadores Condensadores cerámicos Su estructura es un sándwich multicapa p de p placas de aluminio embebidas en una estructura cerámica

Encapsulados como los de los plásticos y también SMD (montaje superficial) Análisis de Circuitos Eléctricos

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Condensadores Características más importantes p p por unidad de volumen baja j • Capacidad • Muy Baja ESR • Muy Alta frecuencia de operación • No tienen polaridad

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Condensadores Son los condensadores con menores elementos parásitos Bajísimos valores de ESR y ESL La frecuencia de operación es de varios MHz Son muy útiles como filtro de alta frecuencia Muy estables en temperatura debido a sus elementos constructivos Tensiones nominales de condensadores cerámicos: 6.3 V, 10 V, 16 V, 25 V, 50 V Orden de magnitud de la capacidad: desde 1pF hasta 10μF Se consiguen valores de ESR menores de 5 mΩ Análisis de Circuitos Eléctricos

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