Leccin 9RESISTENCIAS Y CONDENSADORES DE POTENCIASistemas Electrnicos de Alimentacin5 Curso. Ingeniera de Telecomunicacin

RESISTENCIAS Y CONDENSADORES IntroduccinResistencias de PotenciaEn muchos circuitos de electrnica de potencia es necesario utilizar resistencias Snubbers Resistencias de frenado Puestas a tierraEn la medida en que van a disipar potencia, es necesario utilizar resistencias especialesExisten diversas tecnologas de fabricacin de resistenciasCada tecnologa tiene caractersticas especialesResistencia de frenado

RESISTENCIAS Y CONDENSADORES Tipos de resistencias de potenciaBobinadasCementadasEncapsuladasSe construyen con un hilo metlico bobinado sobre un carrete. Se calibra la longitud del conductor para que tenga la resistencia requeridaSon muy inductivas debido a su mtodo constructivoLas hay de potencias muy elevadasExisten en diferentes formatos:2 W 10 W10 W 200 W

RESISTENCIAS Y CONDENSADORES Tipos de resistencias de potenciaDe carbonoSe construyen calibrando una lmina de carbono Son poco inductivasPotencias medias Tambin es posible encontrarlas en diversos formatos1 W 5 W10W 50 W

25 W TO-220Pelcula MetlicaRESISTENCIAS Y CONDENSADORES Tipos de resistencias de potenciaEl elemento resistivo es una pelcula metlicaPueden trabajar a temperaturas elevadasEncapsulado axial (1W)

RESISTENCIAS Y CONDENSADORES Condensadores de potenciaIntroduccinEn la medida que los circuitos manejan mucha potencia, los valores de corriente y tensin pueden ser elevados.Cualquier componente del circuito debe estar pensado para trabajar con esos niveles de potenciaLos condensadores tambin deben poder trabajar en esas condicionesLos condensadores tienen 2 funciones principales en los circuitos de potencia: Filtrado Almacenamiento de energaEn funcin de las especificaciones de trabajo, se pueden necesitar condensadores de caractersticas distintas

Circuito EquivalenteRESISTENCIAS Y CONDENSADORES ESRPara comprender las caractersticas de un condensador es necesario conocer su circuito equivalenteESLCRpUn posible modelo para un condensador real es el siguiente:Aparte del condensador en si, en el modelo aparecen una resistencia y una bobina en serie as como una resistencia en paraleloESR: Resistencia Serie Equivalente (Equivalent Series Resistance)Es quiz el parmetro ms importante aparte de la capacidadCuando pase corriente a travs del condensador, la ESR da lugar a prdidas (el condensador tambin se calienta)Una corriente alterna tambin genera rizado por el hecho de pasar a travs de la ESRInteresa que sea lo ms pequea posible

Circuito EquivalenteRESISTENCIAS Y CONDENSADORES ESRESLCRpESR: Inductancia Serie Equivalente (Equivalent Series Inductance)Suele ser muy pequeaEn ciertas aplicaciones en muy importante minimizar todas las inductancias del circuito por lo que es necesario tenerla en cuentaRP : Resistencia paraleloSuele ser muy grandeNo genera prdidas apreciablesUn condensador real cargado acaba descargndose solo debido a la presencia de esta resistencia

RESISTENCIAS Y CONDENSADORES Circuito EquivalenteAnlisis en frecuencia del circuitoRSjL1/jCRpZfCondensadorBobinaRSfmax1/jCjLSlo funciona como condensador hasta una cierta frecuenciaEn el punto de inflexin, la impedancia del condesador es aprox. el valor de la ESR

RESISTENCIAS Y CONDENSADORES Circuito EquivalenteAnlisis en frecuencia del circuitoRSjL1/jCEjemplos de condensadores reales:

RESISTENCIAS Y CONDENSADORES Tipos de Condensadores de potenciaPara seleccionar un condensador es necesario tener en cuenta tres parmetros fundamentales: Tensin Capacidad Tipo de condensadorEn general, todos los parmetros estn relacionados entre si, por lo que cada tipo de condensador tiene inherentemente una serie especificaciones tpicas.Existen tres tipos bsicos de condensadores: Electrolticos Plsticos Cermicos

RESISTENCIAS Y CONDENSADORES Condensadores electrolticosSe construyen enroscando un conjunto de capas paralelas de aluminio separadas por papel e impregnadas en un electrolitoMtodo constructivo industrialSu principal ventaja es la enorme capacidad por unidad de volumen que se consigue

RESISTENCIAS Y CONDENSADORES Condensadores electrolticosTpicamente tienen encapsulados cilndricosCaractersticas ms importantes Alta capacidad por unidad de volumen Alta ESR Baja frecuencia de utilizacin Tienen polaridadSu uso ms habitual es para filtrar formas de onda con frecuencias de red (50, 100 Hz) y para almacenar energaTensiones tpicas: 6.3 V 10 V 16 V 25 V 35 V- 63 V 100 V -250 V 350 V 450 VValores de ESR: desde varios hasta 10 m

RESISTENCIAS Y CONDENSADORES Condensadores electrolticos

RESISTENCIAS Y CONDENSADORES Condensadores electrolticosCuanto mayor es C, menor ESRCuanta ms tensin soportan, mayor ESRExisten condensadores electrolticos de tntalo con baja ESRFabricantes: AVX, Kemet

RESISTENCIAS Y CONDENSADORES Condensadores electrolticosLa temperatura les perjudica bastanteExisten dos gamas de condensadores: 85 C y 105 CA temperaturas elevadas el electrolito se evaporaLa vida del condensador se acorta bastanteCTemp (C)El fabricante facilita como dato la tolerancia del valor de la capacidad: 5%, 10%CNominal5%

RESISTENCIAS Y CONDENSADORES Condensadores plsticosSe construyen con dielctricos plsticos metalizados: Tereftalato de Polietileno: MKT Polipropileno: MKPEl encapsulado suele ser tipo cajaCaractersticas ms importantes Capacidad por unidad de volumen media Baja ESR Alta frecuencia de utilizacin No tienen polaridad

RESISTENCIAS Y CONDENSADORES Condensadores plsticosAl tener baja ESR y baja ESL, trabajan hasta frecuencias elevadasSon bastante estables en temperaturaSe usan habitualmente para construir filtros hasta frecuencias de MHzTensiones nominales de condensadores plsticos:100 V, 250 V, 400 V, 630 V, 1000 V, 2000 VOrden de magnitud de la capacidad: desde 1nF hasta 50F

RESISTENCIAS Y CONDENSADORES Condensadores cermicosSu estructura es un sndwich multicapa de placas de aluminio embebidas en una estructura cermicaEncapsulados como los de los plsticos y tambin SMD (montaje superficial)Caractersticas ms importantes Capacidad por unidad de volumen baja Muy Baja ESR Muy Alta frecuencia de utilizacin No tienen polaridad

RESISTENCIAS Y CONDENSADORES Condensadores cermicosSon los condensadores con menores elementos parsitosBajsimos valores de ESR y ESL La frecuencia de utilizacin es de varios MHzSon muy tiles como filtro de alta frecuenciaMuy estables en temperatura debido a sus elementos constructivosTensiones nominales de condensadores cermicos:6.3 V, 10 V, 16 V, 25 V, 50 VOrden de magnitud de la capacidad: desde 1pF hasta 10FSe consiguen valores de ESR menores de 5 m