El diodo deja de conducir. Conduce nuevamente después de aplicar un voltaje más alto. ¿Que paso ahi?

Tengo el siguiente circuito para proporcionar 5V regulados desde una fuente de alimentación de 12V:Entrada de energía a través de diodo

Tengo varios cientos de PCB con este circuito y funcionan bien. Sin embargo, recientemente algunos de estos PCB dejaron de funcionar. He rastreado el problema hasta el diodo D1.

Al aplicar 12V a la entrada he medido 1,8V en el cátodo del diodo, y ninguna corriente de entrada apreciable (la fuente de alimentación marca 0,000W de potencia de salida), por lo que he descartado un cortocircuito en la línea como posibilidad.

Ahora viene la parte interesante. Intenté aumentar lentamente el voltaje para ver si habría algún cambio en la corriente de salida. Para mi sorpresa, el diodo comenzó a conducir a alrededor de 16 V, y cuando medí la caída de voltaje en el diodo, volvió a su valor normal de 0,7 a 0,8 V. Después de esto, la PCB volvió a funcionar normalmente y no pude reproducir el comportamiento. De hecho, ahora, cuando se aplica una entrada de 12 V, funciona según lo previsto.

He visto este comportamiento en al menos 3 o 4 PCB de varios cientos de PCB idénticos.

Supongo que se trata de un diodo defectuoso, pero es la primera vez que observo este modo de falla y me gustaría obtener más información al respecto.

EDITAR: Me gustaría agregar que me aseguré de que el conector y el cable no tuvieran la culpa aquí. Además, las medidas están en los pines del propio diodo. Además, al aumentar el voltaje en la fuente de alimentación, me aseguré de no tocar ninguno de los cables o PCB porque sospeché que ese podría ser uno de los problemas, pero aparentemente no lo es.

¿Estás seguro de que el diodo no está soldado al revés?
Sí, lo primero que comprobé. Además, como mencioné, el mismo diodo comenzó a conducir nuevamente después de aumentar el voltaje, y el voltaje directo volvió a los 0.7V normales.
Eche un vistazo más de cerca a J1 y su camino a D1. ¿Posibles óxidos? ¿O conexiones fatigadas?
Estoy asumiendo una conexión suelta/junta de soldadura que se recuperó a voltajes más altos.
@glen_geek Medí todos los voltajes directamente en los pines de ánodo y cátodo del diodo
¿Estás seguro de que el conector de alimentación está en el sentido correcto? Por cierto. Hubiera conectado ese centro a tierra a 12V en los pines 1 y 3, entonces no importaría si fuera al revés. Sin embargo, estoy seguro de que revisaste el conector.
@Trevor colocar el suelo en el centro es una buena sugerencia, gracias. Y sí, el conector de alimentación está correctamente conectado. Como mencioné en otro comentario, los voltajes se miden directamente en los pines del diodo, por lo que creo que las conexiones incorrectas y "culpables similares" no tienen la culpa aquí.
Suponiendo que el trabajo de soldadura fuera "profesional", primero sospecharía del conector. Los malos engarces/acoplamientos en la alimentación o en el suelo serían mi primer lugar para buscar. El hecho de que se encendió cuando subiste el suministro puede ser una pista falsa, ya que es posible que hayas empujado los cables sin darte cuenta.
@Trevor, en realidad, lo primero que hice fue mover los cables y el conector, porque mi primer sospechoso fue el conector. También me aseguré de no tocar ningún cable mientras aumentaba el voltaje en la fuente de alimentación.
Entonces, está diciendo que midió 12 V en el lado izquierdo del diodo y 1.8 en el lado derecho... y asumo que no brilla en la oscuridad... eso probablemente significa que su tierra está abierta. Que de nuevo... podría ser el conector.
O es posible que haya comprado un lote defectuoso de diodos....
@Trevor sí, ¡no brillaba en la oscuridad! :P y el diodo no es ahora más negro de lo que suele ser. Puede ser un mal lote de diodos, pero como mencioné en la pregunta, nunca había visto este modo de falla y estaba pidiendo más información.
Sí, yo tampoco. ¿Ha medido el voltaje directamente a través del diodo?
¿Cuál es el diodo #?
También pregunto como lo hizo Trevor: ¿cuál es el número de pieza del diodo? ¿ Está seguro de que es el indicado (que tiene una marca en su cuerpo y proviene de una fuente confiable)?
Es un S1D-13-F de Diodes Inc., pero estoy bastante seguro de que nuestro fabricante lo reemplazó con una imitación sin una impresión reconocible.
Luego, en paralelo a su empresa de electrónica, inicie una investigación comercial por la cual el contratista utilizó una pieza irreconocible (y muy probablemente incorrecta). Espero que haya cláusulas relacionadas en el contrato.
Estoy empezando a sospechar que tiene algo que ver con el voltaje directo inicial cuando aplica energía por primera vez, que, debido a los límites, será el voltaje de suministro total. ¿Cuál es la fuente de alimentación normalmente conectada a ese conector? Creo que podría ser más prudente colocar el diodo al otro lado de esa tapa a granel.
O mejor, use un método de protección de cableado inverso diferente, como un diodo ascendente entre tierra y 12 V y un polifusible. Asumiendo que la polaridad inversa es una posibilidad real. Aunque si acepta adaptadores de CA, olvídese de todo eso;)
Si su empresa tiene control de diseño y Mfg sustituye una pieza sin previo aviso, eso es motivo de rechazo de lote, aviso/retirada de campo y retribución del proveedor; de lo contrario, es un problema de control de calidad de rutina.
@Trevor, el S1D-13-F debería poder manejar el voltaje directo de suministro completo y la corriente de entrada a las tapas, si eso es lo que sugiere. Pero tiene un punto, y es posible que este diodo "desconocido" no pueda manejarlo. En la polaridad inversa, el conector tiene un poka-yoke para evitar una conexión incorrecta, pero desafortunadamente la polaridad inversa puede ocurrir en otro lugar durante el proceso de ensamblaje, pero esa es otra batalla. La solución de polifusible y diodo definitivamente funcionaría, pero la solución actual es económica y ha funcionado durante mucho tiempo hasta el lote actual.
Sin embargo, "debería" es la palabra operativa aquí. Y usted dijo: "Algunas de estas PCB dejaron de funcionar", lo que sugiere que estuvieron funcionando durante algún tiempo y luego fallaron. Eso sugiere que algo se está estresando, y el voltaje directo máximo y la corriente serían los principales sospechosos. SI lo ESTÁ estresando demasiado, entonces el modo de falla podría ser extraño. Como digo, mover el diodo a la derecha de C1 resolvería ese problema. También es bastante fácil volver a trabajar en la conexión de la tapa.
@Trevor Ese es realmente un punto muy válido, lo consideraré para el próximo lote. ¡Muchas gracias!
Si el diodo sustituto tiene una clasificación de <30A pk y ESR de 10uF cap y la fuente de voltaje es <0,4 ohmios (posible), entonces excederá la clasificación del diodo al encenderse, lo que resultará en una clasificación máxima absoluta superior.
@Trevor ¡No olvides escribir eso en una respuesta!

Respuestas (1)

Sospecho que tiene algo que ver con el voltaje directo inicial cuando aplica energía por primera vez, que, debido a las tapas, será el voltaje de suministro total.

Aunque el S1D-13-F debería ser capaz de manejar el voltaje directo de suministro completo y la corriente de entrada a las tapas, "debería" es la palabra operativa aquí.

Usted dijo: "Algunas de estas PCB dejaron de funcionar", lo que sugiere que estuvieron funcionando durante algún tiempo y luego fallaron. Eso sugiere que algo se está estresando, y el voltaje directo máximo y la corriente serían los principales sospechosos. Si lo ESTÁ estresando demasiado, entonces el modo de falla podría ser extraño.

Mover el diodo a la derecha de C1 resolvería ese problema. También es bastante fácil volver a trabajar en la conexión de la tapa. Aunque deja la tapa abierta para invertirla, al menos limita la amenaza.

En última instancia, si existe un peligro real y presente de conexión inversa, un mejor método es utilizar una técnica diferente, como un diodo ascendente entre tierra y 12 V y un polifusible. Ese método también elimina esa caída de voltaje de diodo innecesaria en la línea.

POR CIERTO. Habría cableado ese conector con la tierra central y 12 V en los pines 1 y 3. De esa manera, no importará si se enchufa al revés.

También podría hacer protección de voltaje inverso usando un MOSFET de canal P con pérdidas mínimas.
El diodo deja de conducir. Conduce nuevamente después de aplicar un voltaje más alto. ¿Que paso ahi?
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