Los dispositivos de protección de circuitos de TE Connectivity ayudan a proteger la electrónica para automóviles

Figura 1: Ejemplo de un sistema de infoentretenimiento automotriz.

El contenido electrónico en los automóviles modernos ha aumentado enormemente en los últimos años gracias a la demanda de sistemas y características de entretenimiento en el vehículo (“infoentretenimiento”), como acoplamiento para teléfonos inteligentes, puertos USB y radios satelitales. También se espera que los últimos automóviles posean sistemas de navegación por GPS con capacidad de mapeo, iluminación mediante ledes interior y exterior y otras características sofisticadas.

Los requisitos gubernamentales de características de seguridad también agregan impulso a la proliferación de electrónica en el vehículo. Por ejemplo, las cámaras traseras serán obligatorias en los vehículos nuevos en 2018. Mientras tanto, las leyes estatales que requieren llamadas inalámbricas al conducir significan que las interfaces de teléfono celular en el vehículo se convertirán en características estándar.

Con el aumento en electrónica del automóvil diseñada para el entretenimiento y la tranquilidad del consumidor viene el mayor potencial de sufrir fallas electrónicas que, irónicamente, pueden generar el efecto contrario: reparaciones de la garantía, problemas de seguridad e insatisfacción general del cliente.

La unidad comercial de TE Connectivity (TE), Protección de circuitos de TE, ofrece los dispositivos de protección Switch^®, PolyZen y ESD para las aplicaciones automotrices. Estos dispositivos van mucho más allá de los fusibles tradicionales para ayudar a aumentar la confiabilidad, el rendimiento y la seguridad en la electrónica para automóviles.

Aplicaciones USB

Los puertos USB 3.0 ya son comunes en los automóviles. Además de la protección contra sobrecorriente y sobrevoltaje, los equipos electrónicos sensibles que utilizan protocolos USB de alta velocidad (y también HDMI y otras interfaces de alta velocidad) requieren protección contra daños por la ESD (descarga electroestática). La protección de circuitos de TE ofrece dos tipos diferentes de dispositivos de protección del circuito que pueden ayudar en estas situaciones.

Se puede utilizar un dispositivo PPTC (coeficiente de temperatura positiva y polimérica) de PolySwitch para protección reiniciable en aplicaciones USB. Colocar el dispositivo PPTC en el puerto V_BUS de una fuente de alimentación USB limita la corriente en caso de que se produzca un cortocircuito. También ayuda a evitar el daño por sobrecorriente ocasionado por un cortocircuito descendente repentino y ayuda a cumplir con UL60950. Estos dispositivos incluyen las piezas AGRF, AHRF, AHEF, AHS, ASMD, nanoASMDC, microASMD, miniASMDC y BD. Para la protección contra sobrevoltaje en aplicaciones USB 3.0, el dispositivo PolyZen utiliza un enfoque híbrido. Integra un diodo Zener y un dispositivo PPTC, que están termoligados. Los dispositivos PolyZen pueden utilizarse dentro de puertos USB para ayudar a evitar que el alto voltaje generado por una falla del regulador ascendente pase y dañe cualquier componente que estuviera conectado en el puerto USB.

Sist_emas de 12 V CC

La energía que alimenta monitores de video en la parte trasera de los asientos, las antenas alimentadas y otros accesorios necesita protección contra cortocircuitos.Es muy sencillo originar un cortocircuito de alimentación en la conexión a tierra del vehículo al instalar el equipo.Los puertos de acoplamiento también tienen salidas de energía que necesitan protección contra cortocircuitos.

Tradicionalmente, los fusibles han protegido las entradas y salidas de energía en los sistemas de 12 V _CC. Los PPTC de PolySwitch ofrecen una alternativa rentable y reiniciable a los fusibles al ayudar a proteger las salidas de los controladores frente a los daños ocasionados por cortocircuitos inadvertidos u otras anomalías de carga.

Salidas de video

Las salidas de video en sistemas de infoentretenimiento para automóviles y otros sistemas también necesitan protección contra ESD. Las salidas HDMI y otras salidas de alta frecuencia necesitan protección contra ESD de baja capacitancia. Al diseñar sistemas HDMI, utilizar los dispositivos de protección Polymer ESD (PESD) de TE, que pueden funcionar a 3.4 GHz sin afectar la integridad de la señal, minimiza los dolores de cabeza del diseño. Estos dispositivos ayudan a aumentar el margen del sistema y a facilitar los diseños de la próxima generación al ayudar a eliminar la necesidad de rediseñar completamente el esquema de protección ESD en el tiempo. Estos dispositivos incluyen las piezas PESD0402, PESD0603 y PESD1206Q.

Salidas RF

Las salidas RF, como la tecnología Bluetooth, GPS y las antenas de radio satelitales, también pueden nec esitar protección contra ESD.

Proteger las interfaces de comunicación expuestas frente a la ESD y otras sobretensiones de voltaje inducidas por una antena y la interfaz (RF) inalámbrica del instrumento es un problema de diseño fundamental.

Un dispositivo PolyZen puede ayudar a proteger la entrada de energía a un módulo Bluetooth (Figura 2). También se muestran dispositivos PESD que pueden utilizarse para ayudar a proteger la antena contra daños de sobrevoltajes de ESD. Los dispositivos PESD tienen la capacitancia baja necesaria para las líneas de transmisión de datos de alta velocidad y las líneas de datos de frecuencia de radio. Están disponibles en paquetes SMD compactos y son capaces de soportar varios golpes de ESD.

Figura 2: Los módulos Bluetooth pueden utilizar dispositivos PolyZen y PESD para proteger los circuitos.

Iluminación mediante ledes

Los ledes interior y exterior se utilizan cada vez más en los diseños automotrices. Si bien son eficientes y duraderos, los ledes son vulnerables a las anomalías de temperatura, ESD y cortocircuitos que pueden generar fallas en el producto y potenciales problemas de seguridad. Los fabricantes de automóviles, por lo tanto, utilizan protección para circuitos para estos sistemas de iluminación.

La mayor parte de la energía eléctrica suministrada a un led se convierte en calor, no luz. Si no se lo trata, el calor reducirá la vida útil del led y modificará la calidad de la luz producida. Se puede utilizar un interruptor PPTC de PolySwitch junto con el led para ayudar a proporcionar protección contra sobrecorriente.

Además, este dispositivo reiniciable puede proporcionar protección contra sobretemperatura si está termoligado a la placa de circuito del núcleo de metal o el disipador térmico del led. Se pueden producir problemas si las salidas del controlador led se ven dañadas o destruidas por tener un cortocircuito inadvertido. En el caso de que el circuito del controlador no requiera protección de entrada, los dispositivos PPTC de PolySwitch pueden utilizarse para ayudar a proteger las salidas del controlador.

La protección contra ESD también es necesaria si el led no tiene una protección incorporada. En este caso, un dispositivo de protección PESD colocado en paralelo al led puede ayudar a proteger contra posibles daños.

Muchos controladores de led son susceptibles a destrucción mediante los niveles de voltaje de CC y polaridad incorrectos. Colocar un dispositivo PolyZen en la entrada del controlador de led ayuda a proteger al controlador contra daños provocados por la exposición inadvertida a eventos de sobrevoltaje y polaridad inversa.