La confiabilidad se puede incorporar a una fuente de alimentación eligiendo los valores, las topologías y las especificaciones de los componentes apropiados teniendo en cuenta una larga vida útil. Los criterios principales de diseño son utilizar topologías de circuitos bien probadas y seleccionar las especificaciones de los componentes apropiados teniendo en cuenta las tensiones eléctricas, térmicas y ambientales que se espera aplicar durante la fase de diseño.
La confiabilidad se puede incorporar a una fuente de alimentación eligiendo los valores, las topologías y las especificaciones de los componentes apropiados teniendo en cuenta una larga vida útil. Los criterios principales de diseño son utilizar topologías de circuitos bien probadas y seleccionar las especificaciones de los componentes apropiados teniendo en cuenta las tensiones eléctricas, térmicas y ambientales que se espera aplicar durante la fase de diseño.
Además, una de las metodologías más importantes en el diseño para la confiabilidad es asegurarse de que la fuente de alimentación se pueda probar de manera fácil y completa durante la fabricación. Esto significa que puede acceder físicamente a su diseño para verificar formas de onda, voltajes y temperaturas para asegurarse de que su fuente de alimentación esté funcionando dentro de los límites operativos normales. Los valores cercanos a los límites de tolerancia o las formas de onda de “aspecto incorrecto” pueden significar que, aunque el convertidor cumpla con las especificaciones de la hoja de datos, es posible que no se cumpla su vida útil.
Como se mencionó en la sección anterior, las altas temperaturas son enemigas de la longevidad y la confiabilidad. Cada componente tiene una temperatura de funcionamiento máxima definida por el fabricante, pero un proceso bien diseñado para garantizar la confiabilidad garantiza que el límite de temperatura perfecto no estrese el componente.
Consideraciones de confiabilidad del diseño de PCB
Si un componente excede su temperatura de diseño, se puede agregar cobre adicional a la PCB para conducir el calor, o los componentes se pueden conectar en paralelo para compartir la corriente. Los pines del convertidor CC/CC también se pueden utilizar para conducir el calor desde el convertidor hasta la PCB principal. Para los convertidores de CC/CC con carcasa metálica, colocar los componentes calientes lo más cerca posible de la carcasa o agregar un bloque de cobre termoconductor ayuda con la gestión térmica.
La transferencia de calor de un componente a otro se puede evitar al no colocar los dos componentes muy juntos. Un error clásico es colocar el optoacoplador casi tocando el transformador para ahorrar espacio. Los transformadores pueden soportar fácilmente temperaturas internas cercanas a los 120 ⁰C, mientras que los optoacopladores solo tienen un límite de 100 ⁰C. Por lo tanto, se disipa poco calor en el optoacoplador, pero los componentes calientes cercanos pueden sobrecalentarlo y convertirse en el factor limitante para la clasificación de temperatura ambiente máxima del convertidor. Una condición similar puede ocurrir en componentes adyacentes al diodo. Los diodos suelen tener una caída de tensión directa fija y, por lo tanto, disipan la mayor parte del calor generado en un convertidor CC/CC. Si se coloca un componente pasivo entre dos diodos (por ejemplo, un capacitor de salida entre dos diodos rectificadores de salida), el diodo está dentro de los límites de temperatura, pero el capacitor calentado desde ambos lados no lo está.
Las resistencias de chip son uno de los componentes más fiables que se utilizan en los convertidores CC/CC, pero debido a la fragilidad de los sustratos cerámicos, se debe tener en cuenta el diseño de la placa de circuito impreso.
Un panel de PCB típico puede contener cientos de circuitos idénticos que deben separarse en placas individuales. Este proceso de separación mecánica, denominado despanelado, troceado o singularización, se puede realizar con una hoja de corte (corte en V), un troquel, una fresadora o un cortador láser.
Roberts, Steve. Libro del conocimiento de DC/DC. Capítulo 7.6 – 7.7
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