PCB Fuentes de Alimentación. La electrónica de potencia en el mundo de la automoción

Una fuente de alimentación es el circuito encargado de generar una corriente estable para conectar diferentes equipos electrónicos. Los dispositivos electrónicos pueden tener dos tipos de fuentes de alimentación, lineales y/o conmutadas.

El principal protagonista en este momento y en un futuro inmediato en el mundo de la automoción, y todos los esfuerzos que se están realizando, en los nuevos desarrollos están dirigidos hacia la electricidad.

La electrónica de potencia en sí misma está cambiando hacía una nueva generación tecnológica más sostenible, en un futuro, que ya está aquí.

El transporte del mañana estará motivado por electricidad, de eso parece no haber duda, aunque la forma de obtener esa electricidad se podrá hacer de diferentes maneras. Por el momento, la enorme mayoría de los vehículos eléctricos requieren de una toma de corriente para obtener esa electricidad para funcionar.

Hoy en día existen PCBs de fuentes de alimentación de energía inteligente utilizadas para suministrar energía a sistemas de medición en el sector del automóvil, que separa la red eléctrica on-board y la fuente de la tecnología de medición. Soporta tanto modo de carga AC estacionaria (230 V) como modo de carga DC (fuente de a bordo) integrada en la batería.

El mercado de vehículos eléctricos se está expandiendo y como consecuencia, el mercado PCBs de potencia en todo tipo de vehículos eléctricos está creciendo. A su vez, esto se traduce en una creciente demanda de materiales, laminados, cobres, acabados superficiales diferentes.

Una característica en estos PCB es el aumento en los espesores y densidades de cobre, en las zonas de potencia, que se traduce en temperaturas de funcionamiento más altas. De hecho, la temperatura ya se ha elevado hasta los 170 °C, de los aproximadamente 70 °C a principios de la década del 2000, y la industria del automóvil desea impulsarla aún más, hacia 250 °C. De aquí, la importancia de fabricar con cobres base de mayores espesores, y superficie y buscar el laminado más adecuado para un mejor resultado de funcionamiento.

Tan importante es, hacer un buen diseño, donde la parte de refrigeración sea la adecuada, como la elección de un buen sustrato y una parte esencial, es la elección de una fabricación con una tecnología avanzada y de calidad.

Los nuevos diseños PCB evolucionan para mantenerse en línea con los requisitos futuros y las nuevas tecnologías con los nuevos semiconductores emergentes en la industria. Existe una tendencia de transición hacia materiales de banda ancha que pueden tolerar altas temperaturas en funcionamiento. Los diseños de circuitos impresos de potencia para automoción deben funcionar en las condiciones más exigentes, garantizando una alta falibilidad y una larga vida. Los PCBs tienen que cumplir los requisitos de compatibilidad electromagnética (EMI) y los estándares de automoción internacional ISO/TS 16949.

Para conseguir una eficiencia en la F.A. (Fuente de Alimentación) del 100%, esta no debería perder energía en todo su recorrido durante la conversión de corriente alterna a corriente continua y en la regulación del voltaje que provoca que una parte de la energía se disipe en forma de calor.

Por lo que utilizar buenos componentes electrónicos, un cobre adecuado (tanto en grosor, como en área dentro del PCB), y un buen laminado, favorecerá a conseguir una mayor eficiencia de la F.A.

NCAB cuenta con fábricas cualificadas para cumplir con todos los requisitos, normativas y tecnología que requiere cada cliente y cada diseño.

Consejos y recomendaciones

1. Los sustratos que van a utilizar tienen que haber pasado rigurosas pruebas como el “ciclo térmico”, “el choque térmico“ y la ”humedad de la temperatura”. Para los PCBs F.A. aplicada a la automoción se aconsejan materiales marca bergquist, Arlon, Laird, todos ellos dentro de la clasificación IPC-4101, pero existen más en el mercado. Si necesitas, más información, se puede encontrar en este enlace: https://www.ncabgroup.com/es/materiales-bases/

2. Los cobres base son más gruesos, para resistir las altas temperaturas, las frecuencias y variaciones de corriente. No dudes en crecer en el espesor de cobre. Utilizar uno más grande puede ser usado como disipador de calor. Puedes utilizar algunos softwares para hacer los cálculos, como Saturn PCB toolkit, etc.

3. Tabla de los materiales cerámicos y metálicos más utilizados en la industria de la Automoción:

Con la experiencia que disponemos sobre los PCBs de potencia, NCAB podría asesorar al cliente durante la fase de diseño en la elección de materiales, espesores de cobre, acabados superficiales, etc aportando soluciones a cada necesidad personal.

No dude en ponerse en contacto con NCAB Group Iberia al teléfono +34 915 398 877 para cualquier consulta sobre PCB, estaremos encantados de atenderle.