Técnicas de medida para a caracterização do circuito equivalente de condensadores electrolíticos de alumínio

Abstract

Este trabalho visa a implementação de técnicas de medida que permitam estimar os parâmetros do circuito equivalente de condensadores electrolíticos de alumínio. Esta informação revela-se essencial não só para a concepção de diversos sistemas electrónicos, mas também, para identificar de forma fiável e atempada os sintomas de avarias nos referidos condensadores. O capítulo 1, de natureza introdutória, expõe os principais motivos que conduziram à realização deste trabalho. O facto de estes condensadores serem um dos componentes mais utilizados em electrónica, e simultaneamente, um dos elementos mais vulneráveis, demonstra a importância que as técnicas de diagnóstico assumem neste contexto. No capítulo 2 efectua-se a comparação entre diferentes tecnologias de condensadores, destacando-se o papel relevante que os condensadores electrolíticos de alumínio assumem actualmente. Neste capítulo dá-se especial atenção aos aspectos relacionados com a sua composição, o circuito equivalente, factores que condicionam o seu funcionamento e ainda de que forma os condensadores electrolíticos de alumínio podem alterar o seu comportamento, bem assim como, acerca dos principais mecanismos de avaria. No capítulo 3 apresentam-se algumas técnicas de medida off-line. A sua importância reflecte-se não só no âmbito da concepção de diferentes equipamentos de electrónica, mas também, no desenvolvimento de técnicas diagnóstico que permitam identificar sintomas de avarias nos condensadores. Para o efeito, propõem-se diferentes metodologias que permitem caracterizar o circuito equivalente do condensador para diferentes temperaturas e frequências de operação. Os valores dos parâmetros do circuito equivalente do condensador estimados através das técnicas off-line propostas, são posteriormente comparados com os dados adquiridos através de um analisador de impedância, sendo estes últimos considerados como os valores de referência. Desta forma, torna-se possível avaliar as referidas técnicas quanto à sua precisão e exactidão. No capítulo 4, propõem-se algumas técnicas de diagnóstico on-line para fontes de alimentação comutadas. A sua validação é efectuada através da comparação de resultados de simulação com outros experimentalmente obtidos. Os resultados de simulação computacional resultam da adopção de diferentes metodologias, apresentadas e validadas neste capítulo. Os resultados experimentais resultam da utilização de dois protótipos experimentais: um conversor buck, concebido para o efeito, e um protótipo comercial (fonte de alimentação ATX). Neste capítulo é ainda efectuada a análise das referidas técnicas no que respeita à sua exactidão e precisão, sendo para o efeito, uma vez mais utilizados os dados adquiridos através de um analisador de impedâncias.No capítulo 5 apresentam-se as conclusões finais deste trabalho, bem assim como algumas sugestões para trabalho futuro.