Protegiendo tu circuito

El diseño de PCB es un proceso complejo que depende de muchos factores. Los ingenieros suelen tener la tarea de buscar soluciones rentables mientras mantienen una alta fiabilidad de sus productos finales. Aunque agregar una serie de medidas de protección a su placa de circuito puede aumentar el costo por unidad, también puede reducir significativamente las tasas de fallo en condiciones reales, que conllevan sus propios costos de soporte y reemplazo. En muchos escenarios, el costo adicional por unidad sería insignificante en comparación con los costos de soporte y reemplazo, convirtiendo así la protección del circuito en un mecanismo indispensable para ahorrar dinero.

En este artículo, vamos a echar un vistazo a los dispositivos de protección que puede agregar a su circuito que no solo ayudarán a hacerlo más tolerante a errores del usuario, mala calidad de energía y eventos inesperados, sino que asegurarán que sea más probable que pase las pruebas de cumplimiento. Vamos a revisar los problemas de seguridad comúnmente encontrados uno por uno, comenzando con la interferencia electromagnética.

Interferencia Electromagnética (EMI)

Reducir la energía electromagnética radiada es crítico para cumplir con las regulaciones de compatibilidad electromagnética. Además, dado que la interferencia electromagnética funciona en ambos sentidos, los dispositivos necesitan ser diseñados con la capacidad de hacer frente a la interferencia entrante en mente. Para la mayoría de los dispositivos, los circuitos de protección para entradas y salidas van a ser los mismos, así que lo que te permite pasar una prueba de cumplimiento probablemente también te protegerá de captar energía que dañará la integridad de la señal en tu producto.

Más allá de los requisitos habituales de cumplimiento de compatibilidad electromagnética, podrías estar diseñando un dispositivo que se encuentre en un entorno industrial lleno de grandes corrientes dirigidas a motores u otros dispositivos hambrientos de energía, o cerca de un potente dispositivo de radio. Los cables conectados a tu dispositivo podrían captar un voltaje significativo de los campos inducidos, lo que haría que las lecturas de los sensores sean poco fiables, o las comunicaciones difíciles. Peor aún, tu dispositivo podría estar enchufado a un riel de energía que también alimenta estos dispositivos eléctricamente ruidosos, permitiendo que la interferencia electromagnética se abra camino directamente en tu circuito a través de la conexión de energía.

Chip de Ferrita

La cuenta de ferrita, o chip (montaje superficial), es uno de los métodos de protección más baratos y simples que puedes agregar a tu placa de circuito. La humilde ferrita suprime el ruido de alta frecuencia en el punto en que se coloca, protegiendo ambos lados del ruido generado en el otro lado. Cualquier cable conductor conectado a tu dispositivo es una antena, a menos que tenga un blindaje efectivo. Este cable puede captar ruido del ambiente y también puede radiar ruido de tu circuito.

Un chip de ferrita actúa como un filtro de paso bajo en tu circuito, creando una alta resistencia a señales de alta frecuencia. Una especificación crítica al seleccionar un chip de ferrita o cuenta es su impedancia a frecuencias dadas, que se mide más comúnmente a 1MHz, o 100MHz. Esta especificación será en ohmios, ya que el chip de ferrita aparecerá a componentes de señal de la frecuencia especificada como una resistencia de este valor.

Otra especificación crítica para su circuito es la Resistencia en Corriente Continua (DCR(MAX)), que es la resistencia en serie del ferrita a una señal de CC. Esta resistencia en serie es importante, ya que tendrá un impacto en su circuito, y si está intentando pasar una gran corriente a lo largo del conductor en serie con el ferrita, puede encontrar que el ferrita se calienta bastante, de ahí la especificación de la clasificación de corriente, que es importante considerar en tales casos.

Las perlas/bloques de ferrita deben usarse liberalmente en conductores de baja frecuencia y CC para reducir el impacto tanto del ruido radiado como recibido en los cables. También puede considerar usar uno localmente en serie con el riel de alimentación de un componente sensible en su placa de circuito, como aquellos presentes en circuitos analógicos que trabajan con señales de voltaje muy bajo, donde el ruido en el riel de alimentación podría transferirse a la señal.

Filtro Pi

Mientras que los bloques de ferrita actúan como alta resistencia a una señal de CA, los inductores proporcionan alta impedancia. Los inductores se usan menos comúnmente para proteger entradas o salidas de dispositivos que las perlas de ferrita, sin embargo, si se emparejan con dos capacitores, pueden ser una herramienta poderosa para reducir el ruido conducido. El filtro Pi recibe su nombre porque se parece a la letra griega π, con un inductor en la parte superior y los dos extremos siendo capacitores. Esto crea un filtro de paso bajo altamente efectivo, con los dos capacitores actuando como desacoplamiento y el inductor proporcionando alta impedancia a las señales.

Si su dispositivo está recibiendo energía de una fuente potencialmente ruidosa, o tiene una fuente de alimentación conmutada grande en ella, un filtro Pi en su entrada probablemente proporcionará una reducción significativa en los problemas de EMI. Los inductores típicamente tienen mucha mayor impedancia y capacidades de manejo de corriente que los bloques de ferrita, y también menor resistencia en serie. Si su conductor tiene varios amperios fluyendo a lo largo de él, o está viendo una cantidad significativa de ruido, entonces un filtro Pi probablemente proporcionará mejor protección que un bloque de ferrita.

La mayoría de los inductores de núcleo de ferrita, montados en superficie y bobinados, están disponibles en una versión blindada. Como está utilizando el inductor para reducir el ruido, los inductores blindados proporcionan protección adicional.

Resistor de Terminación en Serie

Si tiene una línea de señal que tiene una frecuencia de más de unos pocos cientos de kilohertz, puede considerar agregar un resistor de terminación de 50ohm a las líneas para proporcionar coincidencia de impedancia y reducir las reflexiones. En líneas de transmisión digitales, las reflexiones de una señal terminada incorrectamente pueden crear ambigüedad en el nivel lógico, lo que resulta en datos corruptos. En líneas analógicas, las reflexiones pueden causar pérdida de potencia y efectos de imágenes fantasma en la señal.

Aunque esto no es tanto un método de protección como es una buena práctica de diseño, vale la pena mencionarlo aquí.

Blindaje RF

Si estás diseñando un producto de RF, un circuito que maneja señales de sensores de muy bajo voltaje, o uno en un ambiente electromagnético muy adverso, la solución definitiva para reducir masivamente la interferencia electromagnética es encerrar tu circuitura en un blindaje de RF. El blindaje de RF está conectado a tierra, previniendo que cualquier interferencia electromagnética penetre o salga de los conductores expuestos y componentes de tu circuito. Además, un plano de tierra sólido y bien diseñado colocado en el PCB, al cual se montan los componentes, evitará que el ruido escape o entre desde el lado inferior. Sin embargo, el ruido puede y entrará y saldrá a través de los conductores hacia la circuitura blindada. Otras medidas, como los chips de ferrita, pueden aliviar el ruido conducido.

Los blindajes de RF se pueden comprar en una gama de tamaños, y son bastante económicos de fabricar a medida, incluso en un volumen bajo de 100 unidades.

Si no estás seguro de si tu placa necesita un blindaje de RF o no, es mucho más fácil diseñar uno en el PCB y no colocarlo que revisar la placa y añadir un patrón de tierra para uno. Esto te permite elegir no usar el blindaje de RF si resulta innecesario durante las pruebas.

Polaridad Inversa

A diferencia de las películas de ciencia ficción, cuando el capitán o ingeniero grita "invertir la polaridad", típicamente en una batalla u otra circunstancia grave, invertir la polaridad de tu fuente de alimentación en el mundo real es más probable que libere el humo mágico que genere un campo de fuerza. Si un usuario utiliza el tipo incorrecto de cable de alimentación o el conector de entrada no está polarizado, puede ser fácil invertir la polaridad de la alimentación de tu dispositivo, lo que podría freír cada componente en tu circuito.

Afortunadamente, protegerse contra eventos de polaridad inversa es fácil.

Diodo de Entrada

El medio más simple de agregar protección contra la polaridad inversa es simplemente añadir un diodo en serie con tu conductor positivo. El diodo solo conducirá hacia adelante, así que si las entradas están conectadas incorrectamente, no fluirá corriente.

Hay algunas desventajas importantes de este enfoque, y están relacionadas con la caída de voltaje hacia adelante del diodo. Si estás alimentando tu dispositivo con el voltaje exacto que necesita para funcionar, el diodo puede reducir el voltaje por debajo del punto en el que tu dispositivo operará de manera confiable.

Si tu dispositivo consume una cantidad moderada de energía, el diodo puede sobrecalentarse ya que disipa energía proporcional tanto a la magnitud de la corriente como a la caída de voltaje hacia adelante. Si eliges un diodo que tenga suficiente capacidad para manejar este calentamiento, podría proporcionar suficiente calor a la placa de circuito para causar que otros componentes actúen de manera poco fiable, o reducir la vida útil del dispositivo debido a la disipación térmica aumentada dentro de un recinto.

Si tu dispositivo funciona con baterías, el diodo de entrada reducirá la vida útil de la batería o carga debido a la pérdida de eficiencia por la disipación aumentada del diodo. Esto resultará en la necesidad de una batería más grande, más pesada y más costosa para proporcionar el mismo tiempo de funcionamiento.

Por lo tanto, un diodo de entrada generalmente solo es una buena solución para un dispositivo de baja corriente que tiene un voltaje de operación más bajo que su voltaje de entrada. Un buen ejemplo de esto sería un circuito de microcontrolador básico que opera a 3.3v o menos alimentado por un cable USB.

Rectificador de Puente

Si la caída de voltaje directo de un diodo y el calor/ineficiencia relacionados no son un problema para tu aplicación, también puedes ignorar completamente la polaridad utilizando un rectificador de puente en la entrada. Un rectificador de puente simple asegurará que siempre tengas fiables rieles de voltaje positivo y negativo (o tierra), sin importar cómo se suministre la energía al dispositivo.

He utilizado este enfoque en dispositivos ultra-miniatura de muy baja potencia donde un usuario suministraría su propia energía soldando cables a la placa. La posibilidad de error por parte del usuario era alta, y la ineficiencia del rectificador de puente tenía un impacto insignificante en el dispositivo o aplicación específica.

MOSFET

A diferencia del diodo mencionado anteriormente, un MOSFET tiene una resistencia en estado activo muy baja y puede proporcionar protección contra la polaridad inversa para circuitos de CC que consumen cientos de amperios, o protección contra la polaridad inversa de manera muy eficiente para circuitos alimentados por baterías. Debido a la baja resistencia en estado activo, prácticamente no hay una carga térmica adicional en el circuito.

Puedes usar un MOSFET para protección contra la polaridad inversa siempre que el circuito tenga un único terminal de suministro de voltaje positivo (usando un MOSFET de Canal P) o un único camino de retorno a tierra (usando un MOSFET de Canal N). Si un arreglo de dispositivos conectados o entradas de voltaje alternas crearan un camino de suministro o retorno alternativo, este enfoque no será aplicable.

Un MOSFET de Canal N presenta una RDS(ON) más baja que un MOSFET de Canal P por el mismo precio, lo que lo convierte en la solución preferida para mí cuando es aplicable. Sin embargo, en dispositivos que necesitan tener el camino de retorno a tierra conectado en todo momento, un MOSFET de Canal P sigue siendo una solución de muy alto rendimiento en comparación con un diodo.

Para agregar protección contra voltaje inverso con MOSFETs, podemos utilizar un par de sus propiedades. En primer lugar, el diodo de cuerpo que permite la conducción de los pines de fuente a drenaje, y en segundo lugar, el hecho de que los MOSFETs pueden conducir corriente en cualquier dirección una vez que la puerta está cargada.

MOSFET de Canal N

Un MOSFET de Canal N se instala en el camino de retorno a tierra, en la conexión de energía con el diodo de cuerpo orientado para conducir cuando el circuito es alimentado por la polaridad correcta. Luego, la puerta se conecta al riel de voltaje de entrada positivo de la fuente de alimentación al dispositivo. El diodo de cuerpo completa el circuito cuando se conecta la energía de polaridad correcta, permitiendo que la puerta se active y corte el diodo de cuerpo.

MOSFET de Canal P

La configuración para el MOSFET de Canal P es básicamente la inversa del Canal N. El diodo de cuerpo está orientado para conducir corriente desde el suministro positivo al resto del circuito, con la puerta conectada a tierra. Cuando se aplica la polaridad correcta de voltaje, la puerta se pone en bajo y carga el MOSFET, lo que cortocircuita el diodo de cuerpo, causando que el MOSFET conduzca normalmente, completando el circuito.

Sobrecorriente

Si su producto tiene cables o dispositivos que podrían consumir mucha corriente si se colocan en el estado incorrecto (como un motor atascado), la protección contra sobrecorriente podría salvar el día. Los cables podrían romperse internamente o podrían ser dañados por fuerzas externas que causan que los conductores se cortocircuiten, induciendo una carga de alta corriente en su placa. Esto puede calentar rápidamente las pistas que no estaban destinadas para esa carga, causando que fallen, o sobrecargar una fuente de alimentación u otro dispositivo conectado a esos conductores.

Fusible rearmable

Un fusible de Coeficiente Positivo de Temperatura (PTC) es un dispositivo de protección que asegura que su circuito pierda energía si la corriente supera su calificación. Después de que la corriente vuelve a la normalidad, el fusible comienza a conducir nuevamente. Si sus demandas de corriente superan aproximadamente 10 amperios, o su voltaje supera alrededor de 60V, entonces los fusibles rearmables no son para usted y necesitará buscar opciones alternativas como fusibles de vidrio o cerámica. Estos fusibles ofrecen una excelente protección para dispositivos de alta corriente, sin embargo, como la mayoría de las medidas de protección, tienen algunos inconvenientes.

Los fusibles rearmables se crean al tener partículas conductoras unidas firmemente dentro de un relleno plástico. Cuando el fusible está a una temperatura normal, hay una gran cantidad de material conductor creando un camino para que la corriente fluya a través del dispositivo con resistencia moderada. A medida que la corriente aumenta, el fusible se calienta causando que el plástico se expanda. En consecuencia, esta expansión comienza a separar las partículas conductoras, lo que aumenta la resistencia, causando que el fusible se caliente exponencialmente más rápido. El fusible alcanza un punto donde solo una pequeña cantidad de corriente es capaz de mantener el plástico lo suficientemente caliente para mantener un estado estacionario de baja conductividad.

Este estado estacionario es, en mi opinión, el mayor inconveniente del fusible. La corriente de mantenimiento más pequeña en un dispositivo de montaje superficial que pude encontrar en el mercado es de 10mA, lo que corresponde con un disparo de 21mA a temperatura ambiente. Este es un rango bastante estrecho, y un dispositivo que lo dispararía a 21mA podría continuar operando en un estado degradado a 10mA, lo que podría causar daños. En los fusibles PTC de montaje superficial, que la corriente de mantenimiento sea la mitad de la corriente de disparo es bastante común, por lo que necesitaría asegurarse de que si su dispositivo va a ser dañado a la corriente de disparo, que tampoco sea dañado a la mitad de la corriente de disparo. Si podría ser dañado a la mitad de la corriente de disparo, debería tener otro método para apagarse una vez que detecte este estado para prevenir daños.

Fusible de vidrio/cerámica

Si su dispositivo está construido de tal manera que alcanzar un umbral de corriente definitivamente significa que algo ha salido terriblemente mal, un fusible de vidrio o cerámica podría ser el camino a seguir. Un fusible de acción rápida puede fallar en milisegundos de ser superada la corriente nominal, mientras que un fusible de acción lenta puede permitirle exceder temporalmente el límite de corriente por una pequeña cantidad si es necesario, como para la corriente de arranque.

Los fusibles no rearmables son una solución bastante definitiva, sin embargo, solo protegerán contra corrientes que excedan la calificación del fusible. Hace apenas una semana, vi una placa de circuito de una fuente de alimentación de laboratorio de una marca de muy alta gama que tenía un fusible intacto, pero la placa de circuito estaba fuertemente chamuscada en varios lugares. Un MOSFET había fallado en la placa, por la razón que fuera, y esa falla puso demasiada carga en el resto de los MOSFETs del Puente H, los cuales parecían haber fallado en una rápida y ardiente sucesión. Sin embargo, el fusible del dispositivo no hizo nada ya que cada MOSFET individual estaba fallando bajo una carga menor a la para la que el fusible estaba calificado.

Si planeas usar un fusible, puedes comprar fusibles de montaje superficial que no son reparables por el usuario, o puedes comprar soportes para fusibles fácilmente disponibles que pueden ser reparados por el usuario. Típicamente, prefiero hacer los fusibles no reparables por el usuario, ya que obliga al cliente a devolverte la placa, lo que te permite investigar por qué el fusible se quemó en primer lugar. Te permite averiguar si la condición actual que causó la quema del fusible fue causada por un componente degradado, o al contrario, la corriente en sí causó un componente degradado. Simplemente reemplazar el fusible y volver a encender el dispositivo podría resultar en que el fusible se queme inmediatamente de nuevo, o peor, el componente degradado podría fallar por debajo del umbral del fusible y causar daños mucho más significativos a tu dispositivo. A algunas personas no les gustan los fusibles que deben ser reparados por el proveedor, pero podrían evitar que el proveedor necesite reemplazar una placa de circuito que vale cientos de dólares si pueden investigar la causa de la falla del fusible.

Descarga Electroestática (ESD)

Si vives en una región del mundo de baja altitud y alta humedad, entonces la ESD podría no ser algo que realmente influya en tu proceso de diseño. Si visitas una ciudad de alta altitud o baja humedad como Denver o Calgary, te encontrarás dando choques a todos y todo a tu alrededor con rayos que salen de tus dedos. El hecho de que vivas en un ambiente agradable donde decenas de miles de voltios no se acumulan en tu piel para descargar a la primera oportunidad posible no significa que tu producto no terminará allí. Un toque inadvertido de un usuario que estaba caminando sobre una alfombra o quitándose una chaqueta que les ha dado una gran carga estática, y tu dispositivo podría ser destruido o seriamente dañado.

Proporcionar una excelente protección contra ESD es un tema bastante amplio, por lo que este artículo solo cubrirá las opciones rápidamente, otro artículo que cubre la protección contra ESD en profundidad será publicado pronto.

Diodo TVS

Uno de los métodos más baratos y confiables de protección contra ESD para entradas es el diodo TVS. Los diodos TVS también proporcionan una excelente protección contra voltajes transitorios inesperados.

En la mayoría de los dispositivos que diseño, agrego un diodo TVS a cada entrada que un usuario podría tocar, o acercarse a tocar con un dedo. Una descarga de 22kV debería poder saltar un espacio de unos 20mm, por lo que simplemente tener pines en un conector insertado no garantiza protección contra ESD. Los diodos TVS son baratos, compactos y fáciles de agregar a un diseño, por lo que hay muy pocas razones para no usarlos. Hay muchos dispositivos disponibles que no perturbarán comunicaciones de alta frecuencia como USB 3.0, permitiendo que se usen en todas las conexiones.

Aunque menciono que un diodo TVS podría no sobrevivir a un evento de descarga electrostática muy grande, tener un diodo económico en cada línea te permitirá sobrevivir a la gran mayoría de las descargas sin el gran gasto de un tubo de descarga de gas. He escuchado a algunos ingenieros decir que no deberías gastar dinero en protección ESD porque puede que no proteja el circuito de todos los eventos, sin embargo, el hecho de que proteja contra al menos el 95% de ellos es suficiente para mí.

Arrestadores de Tubo de Descarga de Gas

Los tubos de descarga de gas no son particularmente adecuados para proteger directamente una entrada de microcontrolador expuesta en una conexión, pero son excepcionalmente buenos protegiendo entradas de corriente alterna o equipos de telecomunicaciones contra ESD e incluso rayos. Si necesitas mover una cantidad tremenda de energía a tierra rápidamente, un tubo de descarga de gas es justo lo que estás buscando.

Los tubos de descarga de gas funcionan por la ionización del gas dentro del tubo debido al voltaje entre su entrada y tierra. Una vez que se alcanza este umbral, el gas ionizado es capaz de conducir mucha más corriente de la que un dispositivo de silicio del mismo tamaño podría manejar.

Como dije, estos no son particularmente útiles para proteger tu microcontrolador—las cantidades almacenadas de tubos de descarga de gas por voltaje de chispa claramente muestran por qué. Aproximadamente el 20% tiene un voltaje de chispa por debajo de 100V, el 20% entre 150V y 250V, el 20% entre 250V y 350V, otro 20% está entre 350V y 1000V con el resto siendo superior a 1000V. Esto te da una buena idea de aplicación—son comúnmente usados con dispositivos de 110V, dispositivos de 240/250V, dispositivos de 380/400V y otros dispositivos, con solo un par de opciones disponibles para dispositivos bajo 90V. Esto hace que la entrada de tu microcontrolador de 3.3v probablemente se queme por el voltaje y la corriente si un tubo de descarga de gas necesita arrestar la energía entrante.

Si tienes un dispositivo de telecomunicaciones, o dispositivo conectado a la corriente alterna que debería tener la capacidad de manejar un evento ESD de un instalador o rayo, el GDT podría hacer el trabajo por ti. Los tubos de descarga de gas de bajo costo pueden manejar fácilmente 5,000 amperios, y hay opciones compactas que ofrecen hasta 25,000 amperios disponibles.

Para manejar esta cantidad de corriente, se necesita pensar seriamente en tu conexión a tierra alrededor del tubo de descarga de gas para asegurarte de no proteger la placa vaporizando el camino de retorno a tierra.

Características del PCB

La protección ESD del pobre puede construirse sin ningún componente externo. Un alto voltaje quiere llegar a tierra tan rápido y eficientemente como sea posible y felizmente ionizará algo de aire para crear un camino conductivo para llegar allí. Creando un par de triángulos apuntando el uno al otro en la placa de circuito, uno desde el pin del conector a proteger, y el otro en el plano de tierra, puedes crear un simple espacio de chispa. Con un espacio suficientemente grande que un evento ESD podría fácilmente provocar una chispa pero la operación normal del dispositivo no, puedes proporcionar alguna protección rudimentaria para tu placa de circuito.

A pesar de la facilidad de uso, algunos ingenieros cuestionan si realmente vale la pena el tiempo dedicado al diseño de espacios de chispa, ya que tienen algunas desventajas. Al igual que el tubo de descarga de gas, el voltaje de chispa es relativamente alto en comparación con un voltaje de nivel lógico. Esto significa que el espacio de chispa probablemente no protegerá suficientemente la entrada o salida de su microcontrolador u otro dispositivo de nivel lógico del evento ESD. Tener un conductor y tierra expuestos y espaciados estrechamente entre sí también puede permitir que la contaminación potencialmente abarque el espacio y conduzca corriente, lo que podría distorsionar una señal o degradar la funcionalidad de la conexión, si no dañar algo directamente.

Dependiendo de su aplicación, incorporar un espacio de chispa en sus conectores puede ser prudente, sin embargo, en otras aplicaciones podría ser un camino hacia el fallo prematuro del dispositivo.

Protección Post Producción

No toda la protección que aplica a sus placas de circuito está solo en el circuito. También podría necesitar aplicar una sustancia a la placa para asegurarse de que esté protegida contra la corrosión y la humedad o para mejorar la protección eléctrica en general.

Recubrimiento Conformal

El recubrimiento conformal es maravilloso para las placas de circuito que van a estar expuestas a muchos desafíos ambientales. Las placas de circuito con recubrimiento conformal serán resistentes a la humedad o impermeables, e inmunes al polvo u otros desechos, creando cortocircuitos en la placa, y también resistentes a la corrosión atmosférica. El recubrimiento conformal puede ayudar con circuitos que están expuestos a vibraciones moderadas al proporcionar adhesión y estabilidad adicionales a las partes montadas en la placa.

El recubrimiento conformal puede ser rociado en la placa o aplicado con brocha, dependiendo de la geometría que necesite cubrir, tanto en términos de área superficial como de complejidad. No querrá que el recubrimiento conformal llegue a los conectores o áreas a las que necesite soldar cables, ya que impedirá el contacto eléctrico. Un buen porcentaje de fabricantes por contrato que se especializan en placas de circuito para ambientes hostiles o realizan mucho trabajo de especificaciones militares tendrán las instalaciones para rociar robóticamente recubrimiento conformal en su placa de circuito por usted. Si está trabajando con volúmenes bajos, es relativamente rápido aplicarlo a mano.

Encapsulado

Si pensó que el recubrimiento conformal sonaba bien, le va a encantar la idea de encapsular sus electrónicos. El encapsulado típicamente se refiere a llenar el recinto de su placa de circuito con una resina no conductiva como silicona o epoxi que aísla completamente su placa de circuito de manos entrometidas, y aumenta enormemente la capacidad del dispositivo para resistir choques y vibraciones. Si está trabajando con altos voltajes, reemplazar el aire con una sustancia mucho menos conductiva puede permitirle tener espacios de separación más pequeños entre componentes, así como reducir las posibilidades de fallo a medida que el aire se ioniza por su alto voltaje. Los electrónicos encapsulados típicamente van a ser impervios al ambiente en el que se colocan, con la resina actuando como una barrera contra el polvo, la humedad y agentes corrosivos.

Es más probable que considere encapsular sus electrónicos si tiene un requisito para:

• Diseño a prueba de explosiones (es decir, ninguna posibilidad de que su dispositivo cree una explosión en una atmósfera volátil.)
• Voltaje muy alto.
• Manejo de alta vibración o choque.
• Condiciones ambientales extremas (p. ej., corrosión, humedad, presión, vacío)

Si encapsulas tu dispositivo con una resina como el epoxi, que es prácticamente imposible de eliminar de cada componente, no tendrás que preocuparte de que alguien ingenie inversamente tu producto, ya que probablemente les resultará impráctico acceder a la placa y a los componentes.

Una desventaja es que también es prácticamente imposible para ti acceder a la placa y a los componentes. Esto significa que una placa no puede ser reparada o diagnosticada una vez que está encapsulada, así que si una placa falla una vez que el usuario la recibe, la única opción será un reemplazo completo.

La otra desventaja es la mala conducción térmica. Hay resinas térmicamente conductoras disponibles, las cuales pueden ofrecer una mejor disipación del calor, sin embargo, estas pueden ser bastante caras. Encapsular completamente tu placa de circuito en una sustancia que no conduce ni calor ni aire causará que cualquier dispositivo que necesite disipar cantidades considerables de calor falle debido al sobrecalentamiento, mientras también hace desafiante el uso de disipadores de calor.

Aunque hemos discutido los métodos de protección de circuitos relevantes para la mayoría de las personas, el diseño de PCB está integrado en muchas industrias diferentes. Algunas aplicaciones pueden requerir métodos de protección más drásticos, mientras que otras pueden salir adelante con muy poca protección. Déjanos saber lo que piensas en la sección de comentarios abajo.

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