Circuiti ibridi nell’elettronica industriale: cosa vale la pena sapere?
I sistemi ibridi sono sempre più utilizzati nelle applicazioni industriali. Sebbene la tecnologia in sé non sia nuova, il suo sviluppo – sia in termini di prestazioni che di durata – la rende applicabile a una gamma sempre più ampia di apparecchiature di automazione e di elettronica industriale.
Un circuito integrato ibrido combina diversi tipi di componenti in un unico alloggiamento: sia passivi (resistenze, condensatori) che attivi (ad esempio transistor, logica). Questa soluzione consente di ottimizzare le dimensioni, ridurre le interferenze e migliorare le prestazioni, il che è importante negli ambienti industriali più esigenti.
Nell’industria, dove l’affidabilità delle apparecchiature determina la continuità del processo produttivo, è proprio questo tipo di circuiti che viene facilmente utilizzato in servoazionamenti, inverter, moduli di potenza e PLC, tra gli altri.
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Perché i sistemi ibridi vengono utilizzati nell’industria?
- Design compatto: il circuito ibrido elimina la necessità di assemblare molti componenti separati, riducendo l’ingombro del PCB.
- Migliore resistenza alle condizioni ambientali: molti sistemi ibridi sono realizzati in involucri ermetici, resistenti all’umidità o alla contaminazione.
- Stabilità delle prestazioni: questi sistemi offrono prestazioni più stabili in presenza di temperature e carichi variabili.
- Diagnosi più semplice in assistenza: il circuito integrato ibrido contiene spesso sezioni funzionali identificabili, il che migliora la localizzazione dei guasti, ad esempio quando si rigenera un inverter o un servoamplificatore.
- Riduzione delle interferenze EMC: superfici di percorso più piccole e distanze di segnale più brevi significano meno interferenze elettromagnetiche irradiate – importanti, ad esempio, nei sistemi di azionamento ad alta potenza.
Aree di applicazione dei sistemi ibridi
- Automazione industriale: moduli logici, PLC, sistemi di rilevamento e controllo di temperatura, pressione o posizione.
- Azionamento elettrico: il sistema di azionamento ibrido dei robot industriali utilizza moduli ibridi di potenza e controllo IGBT per garantire un’elevata efficienza e tempi di risposta rapidi.
- Energie rinnovabili (RES): il sistema ibrido RES integra convertitori DC/DC, sistemi MPPT, sistemi di batterie – tutti in un’unica struttura, che ne ottimizza il funzionamento in ambienti difficili (ad esempio turbine eoliche, parchi fotovoltaici).
- Elettronica di potenza: i moduli ibridi di controllo e protezione sono installati in modo permanente in inverter, gruppi di continuità o soft starter.
- Elettronica di consumo: chip ibridi per schede grafiche – sebbene oggi siano meno diffusi, stanno ancora emergendo come componenti specializzati in alcuni segmenti (ad esempio le GPU per il settore della visualizzazione dei dati).
Rigenerazione e diagnostica dei sistemi ibridi: a cosa prestare attenzione?
Nella manutenzione dell’elettronica industriale con circuiti ibridi, le abilità di saldatura non sono sufficienti. A causa della struttura complessa e della natura multistrato della struttura, i test dei circuiti richiedono esperienza e strumenti di misura specializzati. Ad esempio, un circuito di alimentazione bruciato può essere individuato solo confrontando i segnali in condizioni dinamiche: la sola misurazione della resistenza spesso non porta a nulla.
Noi di RGB Electronics eseguiamo una diagnostica completa sui circuiti integrati ibridi, sia a livello di componenti che sull’intero layout del PCB. Se necessario, è possibile sostituire o ricostruire la struttura del chip, cosa particolarmente importante per i dispositivi non standard o non più supportati dai produttori.
In questo modo è possibile continuare a far funzionare l’unità, senza costosi tempi di inattività o sostituzione di interi moduli.
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