En electrónica, una resistencia de purga es una resistencia conectada en paralelo con la salida de un circuito de suministro de energía de alto voltaje con el propósito de descargar la carga eléctrica almacenada en los condensadores del filtro de la fuente de alimentación cuando el equipo está apagado, por razones de seguridad. Elimina la posibilidad de que una carga sobrante cause una descarga eléctrica si las personas manipulan o reparan el equipo en el estado apagado, creyendo que es seguro. Una resistencia de purga suele ser una resistencia estándar en lugar de un componente especializado.
Uso
Fuentes de alimentación DC
Los circuitos de suministro de energía de los equipos electrónicos que producen la corriente continua (CC) que necesita el dispositivo a partir de la corriente alterna (CA) suministrada por la red eléctrica utilizan condensadores de filtro para suavizar la corriente CC. Una gran carga eléctrica puede permanecer en estos condensadores después de apagar la unidad, lo que constituye un peligro de descarga. Por ejemplo , las fuentes de alimentación en modo de conmutación utilizan un puente rectificador para convertir la alimentación de CA de la red en CC a 320 V (para la red de 220 V) o 160 V (para la red de 115 V), antes de que el interruptor reduzca la tensión . Estos incorporan uno o más condensadores de filtro para suavizar el voltaje de salida pulsante del rectificador. Por lo general, estos deben almacenar suficiente energía a este alto voltaje para alimentar la carga durante los pasos por cero de la entrada de CA. Además, los condensadores en muchos suministros se hacen lo suficientemente grandes para suministrar la carga durante cortes de CA que duran una fracción significativa de segundo. Esta carga almacenada suele ser suficiente para producir una descarga letal. Los condensadores en las fuentes de alimentación de CC de alto voltaje que se utilizan en dispositivos como láseres , máquinas de rayos X , transmisores de radio y televisores y monitores de computadora CRT de estilo antiguo pueden tener voltajes más altos y peligrosos.
Esta carga almacenada puede permanecer en los condensadores durante mucho tiempo después de apagar la unidad. Puede ser un peligro de descarga eléctrica potencialmente letal para el usuario o el personal de mantenimiento y servicio, quienes pueden creer que debido a que el dispositivo está apagado o desenchufado, es seguro. Por lo tanto, para descargar el condensador después de que se haya apagado el suministro, se conecta una resistencia de gran valor a través de sus terminales. Después de que se apaga, la carga del condensador se drenará a través de esta "resistencia de purga", lo que hará que el voltaje decaiga rápidamente a niveles seguros.
Mientras la fuente de alimentación está encendida, una pequeña corriente fluye a través de la resistencia de purga, desperdiciando una pequeña cantidad de energía. El valor de la resistencia se elige para que sea lo suficientemente bajo como para que la carga del condensador se purgue rápidamente, pero lo suficientemente alto como para que la resistencia no consuma demasiada energía mientras el suministro está encendido.
Suministro de alto voltaje en televisores
Las fuentes de alimentación de alto voltaje de los televisores y monitores de computadora tipo CRT generan voltajes de 30 a 40 kV, que representan un riesgo de electrocución mucho mayor. Este voltaje más alto requiere resistencias de purga de mayor valor para evitar cargar innecesariamente los circuitos de suministro. La resistencia de purga que se encuentra comúnmente dentro de un transformador de retorno se valora en el rango de cientos de megaohmios y, por lo tanto, no se puede medir con el multímetro de un técnico común .
En lugar de una resistencia dentro del transformador, la matriz de control de enfoque y pantalla puede usarse para el mismo propósito, dependiendo de la aplicación y las tolerancias del tipo de tubo para el que está produciendo la salida.
Estos purgadores descargan el suministro de enfoque, pero no la alimentación del ánodo final de alto voltaje. El propio CRT forma un condensador que puede contener una carga de alto voltaje considerable (y muy peligrosa), por lo que siempre es aconsejable conectar a tierra momentáneamente el terminal de alto voltaje de un CRT antes de trabajar en la unidad.
Consideraciones de diseño
Siempre existe una compensación entre la velocidad con la que opera el purgador y la cantidad de energía desperdiciada en el purgador; un valor de resistencia más bajo da como resultado una tasa de purga más rápida, pero desperdicia más energía durante el funcionamiento normal de encendido.
La presencia de un purgador también garantiza una carga mínima en la fuente de energía, lo que puede ayudar a reducir el rango de cambio de voltaje (regulación) cuando la carga normal está cambiando y no hay un regulador activo. El uso de un purgador de esta manera es una estrategia de diseño común para fuentes de alimentación de amplificadores de potencia de tubo de vacío, por ejemplo.
Los condensadores grandes pueden recuperar una parte sustancial de su carga después de ser descargados por la resistencia de purga, si la resistencia no se deja en su lugar. Esto se debe a una propiedad llamada absorción dieléctrica , en la que la energía almacenada en el dieléctrico durante el uso se libera gradualmente con el tiempo. Por lo tanto, lo ideal es que el purgador esté conectado de forma permanente.
Falla
La falla de una resistencia de purga evita la descarga de los capacitores, lo que resulta en la retención de voltajes peligrosos durante muchos días. Ésta es una de las varias razones de la advertencia típica en la mayoría de los equipos: "Advertencia: no hay piezas en el interior que puedan ser reparadas por el usuario". Un usuario que no sospecha puede recibir una descarga eléctrica de un equipo abierto debido a la falla de una resistencia de purga, o la práctica común de no colocarlos, mucho después de que el dispositivo se haya apagado o desenchufado.
El diseño seguro sugiere montar un purgador cerca de un capacitor peligroso, idealmente directamente a los terminales del capacitor, y no a través de ningún conector, por lo que es difícil desconectar el purgador accidentalmente.
A pesar de la presencia de un purgador, es aconsejable probar que cualquier condensador potencialmente peligroso está descargado, quizás mediante un cortocircuito en sus terminales (o mediante una resistencia baja adecuada para condensadores de alta energía), antes de trabajar en cualquier circuito.
Purgador doble
Debido a la compensación de velocidad / potencia, los circuitos de alta potencia pueden usar dos circuitos de purga separados. Un circuito de purga rápida se desconecta durante el funcionamiento normal para que no se desperdicie energía; cuando se apaga la energía, el purgador rápido está conectado, purgando rápidamente el voltaje. El interruptor que controla el purgador rápido puede fallar, ya sea al conectarse cuando no debería (y sobrecalentarse) o al no conectarse cuando debería (y, por lo tanto, no se puede purgar el voltaje rápidamente). Para evitar el riesgo de no tener un purgador operativo, generalmente se conecta permanentemente un purgador secundario, más lento (y con menos pérdidas) para que siempre haya alguna capacidad de purga.