Publicado

2017-10-01

High power printed circuit board design for automotive fuse block usage

Diseño de tablillas eléctricas de alta potencia para uso en cajas de fusibles automotrices

DOI:

https://doi.org/10.15446/dyna.v84n203.56448

Palabras clave:

Temperature rise, trace width size, automotive fuse block, current carrying capacity (en)
Incremento de temperatura, tamaño del conductor, cajas de fusibles automotrices, capacidad de manejo de corriente (es)

Autores/as

The minimal size for the conductor calculation is always the first point of interest when an electrical designer is creating a High Power Printed Circuit Board for automotive applications; in this paper you will see the factors considered to calculate the conductor size, the math information, the background information for the factors selection and the conservative rules implemented to protect the circuits for an overload; in addition this document shows two different methods to define the conductor size for the Printed Circuit Board, one based in international standards (Actual Design) and the other based in design assumptions defined to reduce the conservative rules used to calculate the conductor size (Proposal Design). In addition, you can see the validation data and the statistical results to support the implementation for the proposal method in the fuse block design used in the automotive industry, due the Proposal Design provides High Power Printed Circuit Boards with 33% less copper compared to the Actual Design.
El cálculo del tamaño mínimo de un conductor eléctrico es siempre el primer punto de interés al momento de diseñar una tablilla eléctrica de alta potencia; en este artículo se presentan los factores considerados para calcular el tamaño del conductor, las fórmulas matemáticas utilizadas, la revisión del estado del arte y las reglas de conservación definidas para proteger los circuitos de una sobrecarga eléctrica; asimismo se presentan dos métodos para definir el tamaño del conductor, uno basado en estándares internacionales (método actual) y otro basado en supuestos de diseño que reducen las reglas de conservación para calcular el tamaño del conductor (método propuesto), además se presentan los resultados de las pruebas de validación y los análisis estadísticos que respaldan la implementación del método propuesto en el diseño de las tablillas eléctricas de alta potencia utilizadas en centrales eléctricas destinadas a la industria automotriz y que ofrece una reducción del 33% del contenido de cobre de las tablillas eléctricas de alta potencia en comparación con el método de diseño actual.

Referencias

IPC, IPC-4101 Specification for base materials for rigid and multilayer printed boards, Bannockburn, Illinois: www.ipc.org, 2009.

IPC, IPC-D-275 Design standard for rigid printed board and rigid printed board assemblies, Bannockburn, Illinois: www.ipc.org, 1991.

IPC, IPC-2221 Generic standard on printed board design, Bannockburn, Illinois: www.ipc.org, 2012.

IPC, IPC-2152 Standard for determining current carrying capacity in printed board design, Bannockburn, Illinois: www.ipc.org, 2009.

Mitzner, K., Complete PCB design using OrCAD capture and PCB editors, Newnes Editors. ISBN 978-0-7506-8971-7, 2009.

Brooks, D., Temperature rise in PCB traces. Proceedings of the PCB Design Conference, West, March 23-27, 1998.

Brooks, D., Trace currents and temperature, Part 1: The basic model. The PCB Design Magazine, 1(1), pp. 56-61, 2012.

Brooks, D., Trace currents and temperature, Part 2: Empirical results. The PCB Design Magazine, 1(2), pp. 20-25, 2012.

Brooks, D., Trace currents and temperature, Part 3: Fusing currents. The PCB Design Magazine, 2(1), pp. 50-54, 2013.

Brooks, D., Trace currents and temperature, Part 4: Via heating. The PCB Design Magazine, 2(2), pp. 30-32, 2013.

Bolton Institute, The University of Bolton. 2003. [online]. Available at: http://www.ami.ac.uk/courses/ami4817_dti/u02/pdf/meah0221.pdf. [acceced: 25 September 2014].

IPC, IPC-6012 Qualification and performance specification for rigid printed boards, Bannockburn, Illinois: www.ipc.org, 2010.

Ford Motor Company, ES-5L1T-14A067-AA Engineering specification – Panel assembly fuse junction.

Toyota, TSC 1900G Test methods for junction blocks and relay for automobiles.

General Motors, GMW 3172 General specification for Electrical/Electronic components – Environmental/Durability.

Automotive Electronic Council, AEC-Q100 Failure Mechanism based stress test qualification for packaged integrated circuits., [online]. Available at: http://www.aecouncil.com, 2007.

Military Standard, MIL-STD 275 Printed wiring for electronic equipment, Department of Defense, Washington, D.C., 1984.

Dimensions

PlumX

Visitas a la página del resumen del artículo

636

Descargas

Los datos de descarga aún no están disponibles.

Cómo citar

[1]
“Diseño de tablillas eléctricas de alta potencia para uso en cajas de fusibles automotrices”, DYNA, vol. 84, no. 203, pp. 88–94, Oct. 2017, doi: 10.15446/dyna.v84n203.56448.