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High Temperature Electronics

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Electrónica para entornos extremos

Normalmente la electrónica de control de los motores de avión actuales funciona de manera segura por debajo de los 120 grados Celsius. Un proyecto financiado con fondos de la Unión Europea desarrolló la tecnología electrónica y de materiales necesaria para permitir un funcionamiento fiable a temperaturas más elevadas.

Tecnologías industriales

Las unidades de control de motor normalmente están montadas en la caja del ventilador del motor y garantizan un funcionamiento seguro y óptimo del motor independientemente de lo elevadas que sean las temperaturas a las que se vea sometido. No obstante, trasladar estas unidades al núcleo del motor proporcionaría toda una serie de ventajas, relacionadas con la reducción de la complejidad y del peso del sistema, la simplificación del montaje así como la mejora del mantenimiento y de la aerodinámica de la góndola. Las temperaturas de funcionamiento típicas en el núcleo del motor son mucho más elevadas que las que se producen en la caja del ventilador. En un entorno así, las unidades de control electrónicas actuales ofrecerían un rendimiento y una fiabilidad reducidos y una vida útil extremadamente corta. El proyecto HITME (High temperature electronics), financiado con fondos de la Unión Europea, sentó las bases para el desarrollo de un sistema de control electrónico crítico para la seguridad capaz de soportar temperaturas de motor superiores a los 300 grados Celsius. Uno de los objetivos clave fue la mejora de los componentes electrónicos de tecnología punta. El equipo se centró en componentes basados en los procesos de silicio sobre aislante para altas temperaturas, que amplían el rango de operación del procesamiento convencional del silicio para su uso en entornos difíciles. Además, los científicos estudiaron componentes basados en el carburo de silicio, que puede funcionar a temperaturas superiores a los 300 grados Celsius durante periodos prolongados. El aumento del uso de la electrónica en entornos difíciles, así como el aumento de las densidades y la potencia de los componentes electrónicos, requieren soluciones de gestión térmica adecuadas. El equipo del proyecto propuso soluciones de refrigeración activa y métodos de aislamiento para el material semiconductor (pastilla), el alojamiento metálico (paquete) y el sustrato. Además, los investigadores examinaron la posibilidad de utilizar la electrónica inteligente para proteger los componentes más sensibles y reducir la generación de calor interno. Otra actividad central que formó parte de los objetivos del proyecto fue el desarrollo de materiales innovadores para el paquete y las interconexiones. El rendimiento a temperaturas superiores a los 250 grados Celsius de los materiales basados en metales y cerámicas utilizados hasta ahora no se conoce suficientemente. Los científicos descubrieron que los adhesivos no conductores son más fiables que los conductores. Asimismo, los adhesivos basados en éster de cianato demostraron unas propiedades de almacenamiento térmico superiores a las de los compuestos de epoxi. HITME desarrolló dos prototipos de vehículo para realizar ensayos sobre los conceptos desarrollados a lo largo del proyecto. El primero se empleó para evaluar las funciones del circuito a temperaturas elevadas y el segundo, para evaluar la integridad, el montaje y la interconexión de una pequeña unidad de línea autónoma reemplazable.

Palabras clave

Entornos extremos, unidades de control de motor, electrónica para altas temperaturas, silicio sobre aislante, gestión térmica

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