Disyuntores en tu PCB y tu Lista de Materiales

Los interruptores de circuito no son necesarios en todos los sistemas, pero en algunos entornos son la principal fuente de protección contra sobrevoltajes/corrientes altas, así como cualquier daño que pueda resultar de picos de tensión. Los interruptores de circuito son más conocidos por su uso en la protección de circuitos residenciales, pero pueden usarse en cualquier entorno (como sistemas de energía y sistemas industriales) que requiera protección de circuitos. Algunos interruptores de circuito pueden montarse en un PCB, mientras que otros son demasiado grandes y deben montarse en un panel dentro de un recinto.

¿Cuál de estas opciones deberías elegir para tu diseño? Esbozaremos cómo elegir entre estos interruptores de circuito y cómo especificarlos en tu ensamblaje.

Interruptores de Circuito en tu PCB

Si tu PCB contiene elementos sensibles que necesitas proteger de una falla del sistema a alta corriente, probablemente necesitarás incluir un interruptor de circuito en tu PCB. La protección de circuito también puede ser requerida bajo las regulaciones de EMC o normas industriales aplicables a tu producto, y tales requisitos de protección de circuito podrían justificar un interruptor de circuito. Hay muchos tipos de interruptores de circuito que pueden incluirse en tu PCB, protegiendo tu circuito de sobrevoltajes de AC o DC y/o corrientes de arranque.

Hay cuatro tipos de interruptores de circuito:

• Térmico - se activa por el calentamiento excesivo durante condiciones de sobrecorriente
• Magnético - se activa por el campo magnético generado por una corriente
• Térmico-magnético - implica la flexión de un armazón bimetálico a alta corriente
• Hidráulico-magnético - la fuerza magnética actúa sobre un resorte en un fluido amortiguador para activar el interruptor

Cada tipo de interruptor tiene un perfil de activación de corriente diferente a lo largo del tiempo y características mecánicas distintas. Los interruptores puramente magnéticos sin retardo hidráulico utilizan un solenoide para interrumpir un pico de corriente y son, por mucho, los interruptores más rápidos entre las cuatro opciones.

Montaje en PCB vs. Montaje en Panel

Hay interruptores disponibles que se pueden montar directamente en un PCB, mientras que los interruptores más grandes normalmente se montan en un panel en una carcasa o gabinete. Los interruptores de bajo costo que se pueden montar en un PCB están disponibles con calificaciones de activación de corriente de decenas de Amperios.

Proteger un PCB contra sobrecorriente requiere alguna idea del nivel de corriente que se propagará en el circuito una vez que ocurra una falla. Existen varios fusibles y disyuntores que puedes usar y que se montarán en un PCB más grande que puede soportar en el orden de 10 A de corriente. Por ejemplo, el disyuntor de la serie 1410-L110 es un disyuntor térmico de un solo polo, con reinicio por presión, con conmutación extremadamente rápida. Este disyuntor se acopla fácilmente a tu PCB como un componente de montaje a través de orificio.

Otros disyuntores vienen en la variedad de doble polo y se utilizan típicamente con circuitos que requieren electrodomésticos más grandes. Algo más resistente, como un disyuntor Merlin Gerin, no puede montarse en un PCB y debe montarse en el embalaje externo de tu dispositivo. Sin embargo, pueden proporcionar una protección significativa en caso de cortocircuito y prevenir que tu placa falle o se incendie, especialmente en un sistema de alta potencia.

Seleccionando el Disyuntor Adecuado

Algunos ingenieros sobredimensionan su protección de circuito para evitar disparos accidentales, pero a menudo especifican un interruptor automático con una calificación mucho mayor de la que deberían. La calificación de corriente en un interruptor automático te indica la corriente máxima que el interruptor puede mantener a temperatura ambiente. Por ejemplo, un interruptor automático de 10 A mantendrá una corriente de 10 A sin dispararse. Un interruptor automático típico de 4 A con un perfil de disparo lento puede tolerar un pico momentáneo de corriente de 10 A sin disparos por molestia.

Existen varios términos utilizados para describir el rendimiento de los interruptores automáticos. Términos como "protección contra ignición", "impermeable" y "a prueba de polvo" se utilizan para describir los interruptores automáticos. Sin embargo, estos términos dejan lugar a la ambigüedad a menos que se especifiquen estándares industriales específicos en la documentación del componente. Siempre debes comparar los estándares especificados para tu interruptor automático con tu aplicación prevista al seleccionar la protección para tu placa. Asegúrate de incluir los estándares relevantes en tu lista de materiales.

Los interruptores automáticos con terminales de estilo enchufable son fáciles de instalar y reemplazar. También pueden ser soldados, especialmente los interruptores automáticos con terminales pasantes. Obviamente, las conexiones con terminales de tornillo son más seguras y adecuadas para aplicaciones con alta corriente y en entornos donde la vibración puede ser un problema. No todos los interruptores automáticos con terminales de tornillo pueden fijarse a tu PCB a través de orificios de montaje, y necesitarás examinar estos interruptores antes de intentar incluirlos en tu PCB.

Protección de circuitos de alta resistencia en un sistema industrial

Qué incluir en tu Lista de Materiales

Si vas a enviar un ensamblaje completo (incluyendo cableado, arneses de cables, carcasa, etc.) a un fabricante por contrato para la producción en volumen, entonces cualquier componente que sea parte del producto ensamblado debería estar incluido en la lista de materiales. Esto incluye cualquier interruptor automático que se conectará al PCB. Esto también debe incluir cualquier bloque de terminales de tornillo y cables volantes que proporcionarán las conexiones eléctricas necesarias de vuelta al PCB.

Si solo estás enviando un PCB para su ensamblaje, y el interruptor automático se montará en el PCB, entonces debe incluirse en la lista de materiales para el ensamblador. Si se va a realizar una prueba en circuito en línea con la placa ensamblada (comprobando que el interruptor se dispare), el ensamblador necesita saber el voltaje y la corriente que activan el interruptor; esto se puede incluir en la descripción del componente para la lista de materiales.

Siempre que necesites incluir componentes como un interruptor automático en tu producto ensamblado, asegúrate de usar el conjunto completo de herramientas de diseño de PCB en Altium Designer para diseñar tu PCB. Altium Designer incluye capacidades de diseño de arneses de cables que pueden verificar conexiones lógicas con componentes externos como un interruptor automático, así como arneses de cables personalizados y ensamblajes de cables. Cuando hayas terminado tu diseño y quieras enviar los archivos a tu fabricante, la plataforma Altium 365 facilita la colaboración y el compartir tus proyectos.

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