Em seu Application Note AN1305-4 a Agilent Technologies (www.agilent.com) aborda as técnicas de teste de capacitores eletrolíticos usando o seu LCR Meter 4263B de modo a se obter resultados muito mais confiáveis. Os procedimentos de grande utilidade para quem trabalha com esse tipo de componente, bastante crítico nos projetos, pode servir de base para testes com outros instrumentos. Nesse artigo, adaptamos o texto original de modo a servir de orientação para os nossos leitores.
Os capacitores eletrolíticos são componentes bastante críticos em muitos projetos, devendo sua qualidade e estado ser avaliado com precisão antes do uso em aplicações sensíveis.
Para essa finalidade os projetistas devem possuir recursos para fazer uma avaliação completa, confiável e segura desses componentes, o que exige o emprego de uma instrumentação especial. Para essa finalidade, um instrumento indicado é o LCR Meter 4263B da Agilent Technologies (figura 1).
Problemas de Avaliação
Ao se realizar o teste de capacitores eletrolíticos com medidores LCR devem ser observados alguns pontos críticos.
O primeiro deles é que a impedância dos capacitores eletrolíticos é tão baixa que dificulta a obtenção de medidas precisas. Na maioria dos casos, os LCR Meters comuns não conseguem trabalhar com capacitores acima de 20 µF. Isso ocorre pelas suas limitações de escala.
Um segundo ponto a ser considerado é que os capacitores eletrolíticos normalmente são testados com sinais de 100 Hz ou 120 Hz. Isso significa que a velocidade de medida é baixo, o que dificulta a ação de sistemas automáticos de medida.
Outro ponto importante a ser considerado é que ao se conectar num circuito de medida um capacitor carregado, a descarga pode causar danos nesse circuito.
Como quarto ponto importante a ser considerado é que se um capacitor em teste estiver em curto o circuito do medidor pode travar e exigir um bom tempo para voltar ao seu estado normal de funcionamento.
O quinto ponto refere-se ao fato de que testes LCRs comuns não alcançam a freqüência de teste de 100 kHz, e os eletrolíticos precisam também ser analisados nessa freqüência.
O sexto ponto a ser muito bem analisado está no fato de que os medidores comuns não conseguem detectar quando existe um mau contacto entre os eletrodos de medida e os eletrodos do componente em teste, o que pode levar a resultados falsos da medida.
Finalmente, existem muitos LCRs meters que não possuem recursos apropriados para conexão em capacitores que fazem uso de terminais ou parafusos de conexão como, por exemplo, os capacitores eletrolíticos de grande valor.
Na aquisição de um LCR Meter para seu laboratório o projetista deve estar atendo a todos esses pormenores, pois eles vão determinar a precisão com que os testes podem ser feitos.
A Solução Agilent - 4263B LCR Meter
O LCR meter (IIndiutância-Capacitância-Resistência) 4263B da Agilent apresenta características que visam justamente contornar os problemas abordados no item anterior e que podem levar à medidas não confiáveis em capacitores eletrolíticos. Essas características são:
1. Medidas precisas de baixa impedância
Com o 4263 LCR Meter da Agilent isso é é possível graças ao emprego de pontas com 4 terminais e um projeto de baixo ruído. Com isso é possível fazer medidas precisas em capacitores até 1 F e o cabo pode ter até 4 m de comprimento.
2. Velocidade elevada
A velocidade de medida do instrumento em 100/120 Hz é de 25 ms. Na figura 2 temos um gráfico com as flutuações obtidas na medida de um capacitor eletrolítico de alumínio de 22 µF no modo SHIRT utilizando o 4263 LCR.
Além disso, o instrumento conta com interface GPIB, comparador interno e função de retardo de disparo.
3. Proteção de entrada
Se um capacitor carregado for conectado ao instrumento pelos terminais UNKNOWN, ele pode realizar sua descarga, conseguindo manusear cargas de até 4 J sem haver danos aos componentes e aos terminais do painel.
4. Recuperação rápida em caso de curtos
O sistema de recuperação rápida aumenta a velocidade de utilização. A condição de curto é retirada no momento em que o componente é removido e a partir desse momento, sua velocidade de operação é máxima.
5. Faixa ampla de freqüências
O 4263B tem cinco faixas de freqüências selecionáveis: 100, 120, 1k, 10k e 100 kHz. A ESR pode ser avaliada em 100 Hz. Para testes de capacitores eletrolíticos de alumínio usados em fontes chaveadas pode ser requisitada uma versão que faz o teste em 20 kHz.
6. Função verificadora de contactos
O instrumento da Agilent possui uma função verificadora das condições dos contactos de teste e os eletrodos do componente, conforme mostra a figura 3.
Essa função é muito importante nos testes de confiabilidade ou testes simples PASS/FAIL (Passa/defeituoso) no caso de sistemas de produção automáticos.
7. Outros Recursos
Outro recurso importante é a presença de grandes garras para testes de capacitores com eletrodos de contacto que tenham diâmetros maiores que 15 mm. A figura 4 mostra esse tipo de ponta de prova.
Conclusão
O teste confiável de capacitores eletrolíticos exige uma atenção especial. Nesse artigo vimos quais são os pontos que devem ser observados e como problemas eventuais podem ser contornados com o uso de instrumentação apropriada.
A documentação em que foi baseado o artigo recomenda o LCR Meter 4263B da Agilent. Os leitores que desejarem mais informações podem obtê-las no próprio site da Agilent.
