Nuevos recubrimientos para sistemas de alta tensión en aeronaves
El Aerospace Information Report (AIR) «High Voltage Design Guidelines for Aerospace Systems», informe desarrollado por SAE International, proporciona un marco para diseñar subsistemas de alta tensión destinados a aeronaves más eléctricas. El AIR identifica riesgos de diseño, técnicas de mitigación y métodos de prueba para una aeronave más eléctrica. Los sistemas de alta tensión de a bordo son propensos a sufrir descargas eléctricas, lo cual puede agudizarse por la baja presión, la humedad y las temperaturas variables. Las descargas eléctricas incluyen descargas disruptivas, parciales y de seguimiento y, más allá de cierto umbral, aumenta la probabilidad de que se produzca una descarga eléctrica capaz de provocar daños apreciables en los equipos electrónicos de potencia de alta tensión. En el marco del proyecto PECOAT (Novel coating systems for power electronics in aerospace environments), financiado por la Unión Europea, los investigadores trabajaron para desarrollar nuevos recubrimientos para electrónica de potencia capaces de soportar las condiciones extremas que se encuentran en ambientes agresivos. El principal objetivo era la electrónica sujeta a un entorno abierto, donde la presión y la temperatura varían con la altitud. Los investigadores examinaron polímeros como poliuretano, acrílico, parileno y silicona. Los resultados de las pruebas mostraron que los ciclos térmicos, el envejecimiento térmico y la humedad tenían una pequeña influencia en la tensión de rotura frente a muestras no sometidas al proceso de envejecimiento. Se observó que las descargas parciales tienen un efecto más importante sobre la superficie de los recubrimientos, y provocan niveles apreciables de envejecimiento y degradación. Las decisiones clave de diseño para minimizar el riesgo de descarga eléctrica también incluyen el espaciado cuidadoso de los componentes y el control del proceso de fabricación. PECOAT proporcionó recomendaciones a los socios industriales sobre el diseño de las placas y fabricó nuevas placas con menores espaciados entre las pistas. Las nuevas directrices de diseño sobre el espaciado entre pistas en las placas de circuito impreso y las técnicas de recubrimiento revisadas deberían permitir a los socios industriales modificar los procesos de fabricación y obtener placas de circuitos de menor tamaño y libres de descargas parciales a tensiones más elevadas. La utilización de los nuevos recubrimientos permitirá que los sistemas electrónicos de potencia funcionen con una mayor densidad de potencia. El hecho de quitar las cajas selladas herméticamente que se han estado utilizando hasta ahora para proteger la electrónica de potencia también permitirá reducir el peso de las aeronaves.
Palabras clave
Recubrimientos, aeronave, sistemas de alta tensión, descargas eléctricas, electrónica de potencia, PECOAT
