Gracias a su resistencia, los condensadores de pelÃÂcula están especialmente indicados como soluciones de circuito de enlace en convertidores. Sus principales caracterÃÂsticas son baja inductancia y larga duración.
En comparación con otras tecnologÃÂas, estos condensadores de pelÃÂcula para aplicaciones industriales, tales como instalaciones de llenado de botellas y transporte de equipaje, ofrecen múltiples ventajas: propiedades de elevada corriente, baja inductancia, diseño flexible, varias opciones de ensamblaje, alta estabilidad térmica, elevada fiabilidad y larga vida, convirtiéndose en una solución atractiva para aplicaciones de circuito de enlace.
EPCOS, empresa representada en España por Anatronic, S.A., está liderando esta tendencia y ofrece una amplia gama de condensadores MKP con varias tensiones operativas y diseños especiales. Futuros desarrollos dispondrán de mayor capacitancia (hasta 100 µF), reducción en el tamaño de los componentes e incremento en voltaje promediado.
Elevados requerimientos en el circuito de enlace
El condensador de circuito de enlace ha sido diseñado para estabilizar el voltaje DC después del rectificador y eliminar la tensión de onda y la interferencia RF lo máximo posible.
Para asegurar esta funcionalidad, los condensadores deben tener las siguientes propiedades: resistencia serie equivalente (ESR) e inductancia bajas, elevada resistencia con respecto a grandes corrientes RF, alta resistencia de aislamiento para garantizar que el nivel de tensión DC permanece constante, altos valores de capacitancia y estabilidad térmica y eléctrica.
El polipropileno se considera como el material más indicado para soluciones dieléctricas, gracias a su bajo factor de disipación eléctrica. También ha demostrado mÃÂnima dependencia en frecuencia, otro criterio crÃÂtico para resistir enormes corrientes de interferencia RF.
Mejoras en configuración térmica
En el diseño del condensador, la configuración de terminal es crucial para asegurar los mejores valores ESR y corrientes superiores.
Con el objetivo de adecuarse a numerosas aplicaciones, EPCOS presenta condensadores con cargas de conexión de varios diámetros. Esto permite una resistencia ESR y, por lo tanto, la capacidad de adaptar la corriente del propio condensador a los requerimientos de la aplicación (Figuras 1 y 2).
Figura 1: Valores ESR como una función de diámetro de carga. El uso de cargas de terminal con diámetro de 1.2 mm reduce significativamente la ESR.
Figura 2: Corriente efectiva como una función de diámetro de carga. El uso de cargas de terminal con diámetro de 1.2 mm permite a los condensadores portar una corriente efectiva superior.
Los condensadores de dos polos convencionales también se pueden fabricar en una configuración de cuatro polos, contribuyendo asàa mejorar su ESR y los valores de corriente efectiva. Para el mismo diámetro de terminal, el valor ESR se puede reducir aproximadamente en un veinte por ciento con la configuración de cuatro polos (Figura 4). Esta opción posibilita el incremento de la máxima corriente efectiva Ifms (Figura 5), convirtiendo a la variante de cuatro polos en la solución adecuada para aplicaciones muy demandadas.
Además, la configuración de cuatro polos dota de una superior estabilidad mecánica, una caracterÃÂstica esencial en situaciones donde la vibración mecánica es significativa.
Figura 3: Terminales de cuatro polos. Los terminares de cuatro polos permiten incrementar la capacidad de corriente en un veinte por ciento para el mismo diámetro de carga. La estabilidad mecánica también aumenta.
Figura 4: ESR de versiones de dos y cuatro polos. La ESR es significativamente menor en el modelo de cuatro polos.
Figura 5: Corriente efectiva de versiones de dos y cuatro polos. La corriente efectiva se puede incrementar con el uso de condensadores de cuatro polos.
Estabilidad a largo plazo
Para garantizar la fiabilidad de los condensadores durante toda su vida operativa, se deben realizar pruebas a largo plazo (mil horas) con las siguientes condiciones:
• Tensión: Como el grosor del material dieléctrico varÃÂa en cada condensador como una función de la tensión promediada, los niveles de voltaje durante el test quedan definidos por el grosor.
• Temperatura: Las pruebas se llevan a cabo a +85 °C, la máxima temperatura operativa de los condensadores.
En el diseño del polipropileno de EPCOS, los condensadores testados exhiben un comportamiento tÃÂpico cuando se exponen a esta temperatura durante un largo periodo de tiempo (Figura 6): los elementos de bobina se compactan y la capacitancia aumenta. Los valores, consecuentemente, permanecen constantes en el resto de la prueba.
Figura 6: Cambios de capacitancia en el Propileno. Medición de un condensador de 25 µF / 450 V.
Los valores tanδ y RISO muestran la mÃÂnima degradación en las pruebas. Bajo las condiciones descritas, EPCOS simula el comportamiento del condensador durante un periodo de 200.000 horas en situaciones estándares. Esta vida operativa es más que suficiente para la mayorÃÂa de aplicaciones.
ArtÃÂculo realizado por Freddy Esteban, Responsable de Marketing de Producto, e Isabel Vázquez, Desarrolladora de Condensadores de PelÃÂcula de EPCOS, empresa representada en España por Anatronic, S.A.
