Protección de la electrónica contra los daños de la soldadura

Question

Los usuarios que realizan soldaduras en maquinaria no son necesariamente diligentes a la hora de tomar precauciones como desconectar la batería del vehículo. Aparentemente, la soldadura puede causar graves daños a la electrónica.

Así que:

• ¿Cuál es el mecanismo real que provoca el daño de la soldadura en el circuito?
• ¿Cómo puede un diseñador de productos electrónicos evitar que se dañe su dispositivo montado en el vehículo?
• ¿Existe alguna norma con la que se pueda probar esto?

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EDIT: La pregunta se refería a la soldadura por arco.

Answer 1

En primer lugar, un gran apoyo a Optionparty y a John U, que prácticamente ya lo han clavado.

La acción de soldar en sí es una corriente continua de alto amperaje brutalmente ruidosa que se aplica a la carrocería o al bastidor del vehículo. En un mundo perfecto, la batería estaría desconectada, no fluiría corriente en sus sistemas, y el soldador tendría un camino extremadamente corto hacia su tierra de retorno, sin corrientes parásitas. En el mundo real, la batería está colocada, el coche está encendido, y el cable de tierra se queda en un punto del otro lado del vehículo mientras el soldador va por todas partes.

Dado que la carrocería y el chasis del vehículo son la referencia de tierra para los sistemas de a bordo, son bastante conductores, y el potencial de emisión de EM es enorme. Esta emisión de alta frecuencia podría codificar las señales de control en los ordenadores por inducción directamente sobre esas señales, o induciendo ruido entre la línea de alimentación de entrada y la tierra. Una jaula de Faraday alrededor del dispositivo podría muy bien ser una solución, excepto que no tienes acceso a una tierra real, y no quieres referenciarlo a la tierra del coche, porque, bueno, soldador. No es un problema, es una consideración - tienes que dejar la jaula de Faraday flotando, lo que significa que cualquier EM recibido será retransmitido al otro lado de la jaula.

Los choques de radiofrecuencia en los cables de entrada evitarán que cualquier cosa salvaje entre en el circuito de alimentación de sus aparatos electrónicos. Condensadores de derivación debe también ayudan, pero yo los pondría antes de el estrangulador, en el caso de que una corriente perdida decida tomar un camino por la tapa de derivación hacia la línea de alimentación - no debería suceder pero, hey, la batería debería haber sido desconectada, ¿verdad?

Si su dispositivo recibe señales de instrumentación de pequeño calibre de otros lugares, probablemente querrá hacer dos cosas. Una, especificar un cableado apantallado. Y dos, aislar esa señal del receptor real, utilizando un CI de aislamiento capacitivo u óptico. El apantallamiento tiene un doble filo. Se quiere proteger la señal de entrada de la corrupción de alta frecuencia y de la comunicación cruzada, pero ahora existe la posibilidad de que se convierta en un camino perdido. El aislamiento puede protegerte hasta unos 2500V, de forma bastante barata. Así que, con suerte, el peor escenario posible ahora es que la entrada se convierta en basura incomprensible, que el circuito debería estar razonablemente preparado para rechazar.

Y los fusibles. No olvides los fusibles. Los fusibles son tus amigos. O polifusibles reajustables, si es el caso.

Answer 2

La soldadura por arco utiliza la energía de una Power Co. Transformador; con una caja y una pata conectadas a tierra (un extremo de la salida del transformador). El soldador de arco también tiene un transformador con una caja y una pata conectadas a tierra. Las dos carcasas/patas deben estar conectadas a tierra o existirá una diferencia de potencial bajo carga. Esta diferencia de potencial puede conocerse como tensión parásita de tensión/corriente flotante. Cuando no se comparten las tierras de la caja y de la pata, pueden producirse daños en los dispositivos de pequeña tensión/corriente. Los ordenadores actuales, los sensores y las terminaciones microscópicas del cableado de oro dentro de los chips de los procesadores se queman y pueden abrirse. He sido testigo de daños por valor de 1.000.000 de dólares a componentes electrónicos en buques de la Armada en un solo día de soldadura. Terminales de ordenadores que se incendiaron debido a que los equipos de soldadura utilizaban la misma fuente de energía. Componentes electrónicos quemados en armas, transceptores de satélites y equipos informáticos. Conecte su equipo de soldadura al casco con el cable existente, la tierra común del transformador a través del cable de entrada de energía, y una correa de conexión a tierra de la caja de soldadura al casco o a la tierra.
Aún así, existe un daño potencial de la soldadura debido a las mejores vías de retorno de la corriente. Si la toma de tierra del equipo de soldadura no es la mejor vía de retorno; por ejemplo, si está más lejos del punto de soldadura que una vía de cobre a través de cualquier circuito local de toma de tierra, pueden producirse daños en los componentes. Ejemplo: la energía local tiene un componente electrónico que comparte la fuente de energía de la soldadura; el arco encuentra la ruta de la corriente a través de la tierra de cobre de los componentes locales frente a la ruta de tierra de la soldadura de 50-300 pies de vuelta a la tierra del transformador/y la ruta a la tierra de la fuente de energía. Las técnicas de puesta a tierra actuales no cumplen los requisitos de los circuitos en miniatura de hoy en día y no es una cuestión de perspectiva del soldador.