TIPOS DE CAPACITORES DE ALTA TENSÃO

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TIPOS DE CAPACITORES DE ALTA TENSÃO
Eletrolíticos:
Os capacitores eletrolíticos operam segundo o mesmo princípio das baterias, partindo da ação química e com isso tende a se deteriorar com o tempo. A presença de uma pequena corrente de fuga nesses componentes é necessária à manutenção da camada de óxido, já que ela garante uma continuidade do processo de sua formação. Esse processo tem início no momento em que o capacitor é fabricado.
Eletrolíticos de Alumínio:
Não precisamos entrar em pormenores sobre a construção desses eletrolíticos, detalhada na figura 1.
O dielétrico, óxido de alumínio é formado pela oxidação da afolha de alumínio que consiste num dos eletrodos. Essa capa tem tipicamente apenas 0,1 um de espessura para um capacitor que suporte 100 V. Quanto maior for a tensão que o capacitor deve suportar, mais espessa deve ser a camada de óxido.
Se bem que encontremos no mercado capacitores eletrolíticos para tensões acima de 350 V, esse valor é o limite para se obter maior confiabilidade. Muito cuidado deve ser tomado, portanto com a utilização de capacitores eletrolíticos de alumínio com mais de 350 V.
Capacitores de Tântalo:
Trata-se de uma família de capacitores eletrolíticos em que o dielétrico é um óxido de tântalo em lugar do óxido de alumínio dos capacitores eletrolíticos comuns. Como a constante dielétrica desse óxido é elevada, pode-se obter mais capacitância com componentes menores.
Na figura 2 temos a construção de um capacitor SMD desse tipo.
Apesar da maior qualidade desses capacitores, eles não são comuns em tensões acima de 50 V e não são recomendáveis para aplicações em altas tensões.
Capacitores Cerâmicos:
Tecnicamente podemos considerar esses capacitores como tipicamente eletrostáticos, sendo os mais comuns os tipos multicamadas (MLCC) como o mostrado na figura 3.
Com essa técnica de multicamadas, pode-se conseguir capacitâncias relativamente elevadas em pouco espaço.
O maior problema que esses capacitores apresentam em algumas aplicações é que a cerâmica usada está bem próxima de apresentar propriedades piezoelétricas, o que significa que ela se deforma quando tensão é aplicada.
Nos capacitores de uma camada só isso não é um problema, mas nos capacitores multicamadas, a deformação pode causar a quebra o que leva o capacitor a falha. Também temos de considerar os coeficientes de tensão elevados. Isso significa que determina dois tipos como o XR7 pode perder até 70% de sua capacitância em 400 V.
Filme Metalizado?
Esses são também considerados capacitores do tipo eletrostático, tendo uma construção conforme mostrado na figura 4.
Uma tecnologia moderna desses capacitores é a denominada Multilayer Polymer (MLP) que permite a obtenção de capacitores com melhores características.
Com essa tecnologia, diversas camadas de placas de alumínio são empilhadas e ligadas em paralelo de modo a minimizar a resistência que elas apresentam. Dessa forma, obtém-se capacitores com resistências efetivas (Rt) para o capacitor. Os valores podem ser tão baixos como 10 mΩ.
Por exemplo, se um capacitor tiver uma DCR de 1 Ω por camada e for formado por 1 000 placas empilhadas em paralelo, sua resistência total será de apenas 10 mΩ.
Além disso, a ligação em paralelo de muitas placas possibilita a obtenção de capacitâncias elevadas. Uma característica importante a ser considerada nesse tipo de capacitor e a sua estabilidade, sendo uma boa escolha para aplicações de alta tensão.
Conclusão
Capacitores sempre foram componentes críticos de qualquer projeto eletrônico. Os leitores que trabalham com eletrônica sabem disso, na maioria dos casos, em vista de experiências desagradáveis.
Foi-se o tempo em que capacitores eletrolíticos explodiam manchando o teto com a substância mal-cheirosa que os preenchia, mas isso não significa que devemos desprezar a possibilidade de tais componentes falharem.
A escolha correta para uma aplicação é importante e uma avaliação do seu caso pode ser feita melhor com a ajuda do que explicamos nesse artigo.