TASA DE FALLO

• Parámetros necesarios para cálculo de la tasa de fallos de un transistor bipolar tipo NPN de baja frecuencia según la norma IEC 62380. Dad un ejemplo suponiendo unos datos eléctricos de trabajo.
  

• Calcular el número total de repuestos necesarios para un tiempo de vida de 20 años en un sistema que tiene únicamente 100 fuentes de alimentación idénticas con una tasa de fallo constante de 752 FIT.
  

LANDA = 752 FIT

MTBF = 1 / ( LANDA * 10^-9) = 1.33 * 10^6 horas

N = número total de unidades

L = tiempo de vida del sistema

8760 à Horas en un año

S = (N * L) / MTBF = (100 * 20 * 8760) / 1.33*10^6 = 13

• 
  

  – Calcula el número de repuestos necesarios para un tiempo de vida de 10 años de un sistema que contiene 200 componentes idénticos con una tasa de fallos constante de 752 FIT.

ESQUEMA

• Esquema electrónico (incluyendo los componentes parásitos), función, ubicación en el circuito y criterio básico de diseño de un filtro EMC de modo común.
  

• Esquema básico de disposición de elementos en un ensayo de emisión radiada

  
  

Se debe usar un receptor cuasi – pico en el rango de f [30 – 1000] MHz.

El receptor de interferencia debe tener un detector cuasi – pico y un ancho de banda de 6 dB.

Antena se pone entre 1 – 4 metros de altura y se variará la polarización para encontrar la máxima intensidad de campo.

Lugar de medición plano, libre de estructuras reflectantes y cables aéreos y tener las dimensiones adecuadas para separar suficientemente el EUT.

LISN

• Función de una LISN. Su conexión a la red eléctrica, al EUT y al equipo de ensayo para medidas de perturbación conducida en la alimentación

Su función es proporcionar una impedancia definida en RF en el punto de medición.

Mantiene lejos las perturbaciones no deseadas procedentes de la red eléctrica y protege a esta contra el voltaje de perturbación no deseada generado por el EUT.

• ¿Cuál es la función de una LISN? ¿Dónde se conecta? ¿Dónde se han de medir las perturbaciones conducidas? Dibujar un esquema ejemplo donde aparezcan la red de alimentación, la LISN, el EUT y el sistema de medida EMC.
  

El LISN es un dispositivo empleado para ensayos de interferencia conducida. Se utiliza para medir señales de RF conducidas, tanto las emitidas `por el eut como las que recibe, su función es proporcionar una impedancia definida en rf en el punto de medición con la instrumentación a emplear y aislar el EUT

DISEÑO

• Esquema electrónico (incluyendo los componentes parásitos), función, ubicación en el circuito y criterio básico de diseño de un filtro EMC de modo común.
  

EMC= capacidad de cualquier aparato, equipo o sistema para funcionar de forma satisfactoria en su entorno electromagnético sin provocar perturbaciones electromagnéticas sobre cualquier a de su entorno.

EMS=inmunidad o susceptibilidad electromagnética capaz de adecuadamente en el entorno sin ser interferido por otros.

EMI= interferencias electromagnéticas, no debe ser fuente de interferencias que  otros equipos de su entorno.

• Carácterísticas de los (dos) métodos de diseño físico sistemático. Ventajas e inconvenientes

  
  

 Bottom-up: esta metodología de diseño se basa en módulos, donde se parte de los componentes más básicos para progresar en el diseño. Ventajas: se trabaja desde los elementos disponibles mas que en el diseño. Inconvenientes: solo se puede validar el diseño al final.

Top_down: es la metodología mas utilizada y recomendable, en ella tenemos un único módulo y distinto subsistema. Ventajas: nos permite validar el diseño sobre la marcha con simulaciones. Inconvenientes: único modulo con subsistemas.

• Diseño industrial y modelo de utilidad. Definición, periodo de protección y diferencias. Poner ejemplos

  
  

Modelo de utilidad:

Diseño industrial:

son una forma de proteger la forma del objeto por su originalidad y efecto estético, sin tener en cuenta las carácterísticas técnicas o funcionales. Periodos de 5 años desde la solicitud con posibilidad de renovar cada 5 años hasta 25 años ejemplo à botella de coca-cola.

• Enumerar y explicar brevemente las cuatro fases del proceso de diseño

-Fase conceptual en la que se parte de una serie de especificaciones y se desarrolla una o varias ideas como inicio del diseño.

-Diseño físico en la que se selecciona y desarrolla una de las ideas iniciales dotándolade estructura y contenido de modo que se cumplan las especificaciones iniciales y atendiendo a adecuados criterios de calidad, fiabilidad, manufacturabilidad, ergonomía y apariencia estética.

– Construcción de prototipos de acuerdo con el diseño físico realizado.

– Fase de ensayo en donde los prototipos serán probados para verificar las especificaciones del diseño.

• Enumera los requerimientos de diseño básicos de los pulsadores de marcha (on) y paro (off)

  
  

Los botones de marcha tienen que ser difíciles de pulsar por accidente y nunca ser de color rojo, verdes suele ser lo más conveniente. Mientras que los de apagado deben ser fáciles y rápidos de pulsar en caso de emergencia, por si hay algún accidente, y generalmente ser de color rojo.

• Diferencia entre proceso de diseño e investigación

  
  

Diferencia entre diseño e investigación: Diseño:

Selección de conocimientos -> Técnica (Ingeniero)

Investigación: Generación de conocimiento -> Ciencia (Investigadores)

• Fases fundamentales del diseño

  
  

-Fase conceptual en la que se parte de una serie de especificaciones y se desarrolla una o varias ideas como inicio del diseño.

– Diseño físico en la que se selecciona y desarrolla una de las ideas iniciales dotándolade estructura y contenido de modo que se cumplan las especificaciones iniciales y atendiendo a adecuados criterios de calidad, fiabilidad, manufacturabilidad, ergonomía y apariencia estética.

– Construcción de prototipos de acuerdo con el diseño físico realizado.

– Fase de ensayo en donde los prototipos serán probados para verificar las especificaciones del diseño.

• Definición de diseño, diferencia entre diseño e investigación

  
  

diseño
: “Proceso de selección de alternativas que se convierten en resultado específico que permite realizar una tarea que verifica una serie de requisitos”. Diseño: Selección de conocimientos -> Técnica (Ingeniero) .Investigación: Generación de conocimiento -> Ciencia (Investigadores)

• Explica el proceso de fallo debido al “power cycing” y que parámetro fundamental hay que diseñar para determinar el número de ciclos permitidos.
  

  Zona de mortalidadinfantil(early life). Esta zona está definida para un tiempo pequeño y en ella se observa un alto porcentaje de fallos de mortandad infantil debido a fallos de diseño o bien de falta de experiencia en la fabricación. Esta zona puede ser controlada aumentando la calidad tanto del diseño como de pruebas de control de calidad durante las primeras etapas de fabricación.

  Zona de vida útil(useful life).
  tasa de fallo λ(t) es aproximadamente constante, es decir λ(t) = C. Fallos se deben fundamentalmente a causas accidentales. Función R(t) = e-C*t .

  Zona de envejecimiento

  
  Período de vida termina y su tasa de fallos crece muy rápidamente. Se debe al envejecimiento. Sus orígenes son bien conocidos a través de los estudios de desgaste de los componentes

FIABILIDAD

• Ensayos de fiabilidad Burn-in. Modelo de Arrhenius

  
  

Burn-in. Funcionamiento continuo del equipo en condiciones extremas de temperatura para acelerar su proceso de envejecimiento. El Modelo de Arrhenius supone que la tasa de fallo es dependiente de la temperatura de operación del componente. Si la tasa de fallo es conocida a una temperatura T0, a T1 la tasa de fallo se calcula mediante la ecuación:

• Fiabilidad y MTBF

Concepto de fiabilidad:

dado en su aplicación prevista

El MTBF

sistemas o equipos capaces de ser reparados. Sirve para comparar dos productos.

MTBF = τ = 1 / C -> R(t=MTBF) = e-1

• Calculad el número de horas de funcionamiento para alcanzar una fiabilidad del sistema completo del 50%

  
  

ACOPLAMIENTO

• Acoplamiento capacitivo. Fundamento, modelo eléctrico y criterio para minimizar su impacto en EMC

  
  

El acoplamiento capacitivo viene dado por el campo eléctrico, ya que están confinados dentro de condensadores.

Para minimizar la interferencia se debe disminuir C12, lo que significa separar las placas y cruzar los cables para trenzarlos y que la S sea menor, también mejorar el aislante.

• Acoplamiento inductivo. Fundamento, modelo eléctrico y criterio para minimizar su impacto en EMC

  
  

Es provocado por los campos magnéticos debido a altas diferencias de corriente y se representa con bobinas conectando la red eléctrica con la carga.

Para minimizar el impacto EMC se puede decrementar la longitud en paralelo de los circuitos, incrementar la separación entre circuitos, colocar los conductores sobre un plano de masa y/o apantallar el generador.

PROTOTIPADO RÁPIDO

• La presencia de huecos y voladizos en la construcción de piezas mediante prototipado rápido mediante puede presentar problemas. Explica cómo afecta esta circunstancia a cada una de las técnicas de PR explicadas en clase y, si es necesario, que soluciones se aportan.
  

– SLAsolidificaresina en láminas de abajo a arriba

– SLSsolidificapolvos, materia prima sólida.

El más lento

 LOMpega y recorta láminas de papel.

FDM

Deposición de hilo fundido.
Una boquilla que se mueve en el plano XY horizontal deposita un hilo de material a 1ºCpor debajo de su punto de fusión.
Este hilo solidifica inmediatamente sobre la capa precedente.

• ¿De los métodos de prototipado rápido estudiados cuál debe ser el más lento en fabricar un determinado objeto con las mismas dimensiones y calidad? Justifica la respuesta

SLS porque tiene que ir poniendo de forma homogénea los “polvos” después de cada pasada.

• Descripción breve de la tecnología FDM de prototipado rápido. Incluye figura del esquema de la máquina correspondiente

Calentar un hilo de polímero termoplástico y depositarlo mediante una boquilla de extrusión para formar las piezas por capas. El otro material con bajo punto de fusión como la cera permite depositar material de relleno de las partes huevas.

AISLAMIENTO

•  Explica que condiciones determinan el aislamiento en voltaje máximo de dos pistas de un circuito impreso y como le afectan.
  

Aislamientoàse usa para la seguridad eléctrica (directiva baja tensión 2006/95/EC).

Básico:

Doble:

Otra definición:

PATENTE

• Patente y modelo de utilidad. Definición, periodo de protección y diferencias. Poner ejemplos

  
  

Las patentes protegen un procedimiento nuevo, un aparato nuevo, un producto nuevo o una mejora o perfeccionamiento de los mismos. Dura 20 años desde la fecha de la presentación de la solicitud. No se puede renovar y para mantenerla en vigor es preciso pagar las tasas anuales. Ej: Silla normal

Los modelos de utilidad son títulos con los que Ia OEPM protege invenciones de menor rango, que consisten en dispositivos, instrumentos, herramientas, con una configuración determinada de la que se derive alguna utilidad o ventaja práctica; su duración máxima es de 10 años desde la solicitud, siempre que se vayan abonando cada año las tasas correspondientes.  Ej: Silla de escritorio con ruedas.

• Diferencia entre patente y secreto comercial. Poned ejemplos

  
  

Las patentes protegen nuevas invenciones y se consiguen mediante solicitud y examen.

Los secretos comerciales protegen información valiosa no conocida por el público (Ej: Receta de la Coca – Cola) y se consigue mediante esfuerzo razonable para mantener el secreto.

• Enumerar y explicar brevemente los cinco apartados en los que se distribuye la información de una patente

– información bibliográfica:

– Resumen:

– Descripción:

• Resumen del estado de la técnica (es decir, la tecnología existente de la que se tenga conocimiento).
• El problema que la invención presuntamente resuelve
• Explicación y al menos una forma de realizar la invención.

– Reivindicaciones

– Dibujos:

CAMPO

– Evolución del campo eléctrico y magnético respecto de la distancia al foco emisor

MTBF

• Fiabilidad y MTBF

Concepto de fiabilidad:

dado en su aplicación prevista

El MTBF

sistemas o equipos capaces de ser reparados. Sirve para comparar dos productos.

MTBF = τ = 1 / C -> R(t=MTBF) = e-1

• En que factor se ve mejorado el MTBF de un sistema (con Ea/K = 3000) a 25 ºC que fue ensayado a 150 ºC

  
  

CRITERIO

• Explica el criterio común para elegir la tensión de los semiconductores conectados a la red eléctrica. Poned un ejemplo.
  

Tjmax < 150 ºC (125 ºC en diodos y transistores de potencia)

DE TÓ

• Descargas electrostáticas ESD. Modelo de descarga y niveles de tensión de ensayo

• Niveles de tensión de 0 a 20kV.

• Refrigeración en armarios

  
  

Airear :

Ventilar:

Calentar :

• De qué y cómo depende la temperatura que puede alcanzar una pista de circuito impreso

  
  

Depende de la anchura