Un método para obtener una barrera de aislamiento entre dos secciones separadas (21,

22) de un conjunto de cuadro de circuito impreso (PCB) por medio de un transformador de aislamiento (10; 40), caracterizado porque dicho método comprende los pasos de: interconectar mecánicamente las secciones de PCB (21, 22) por medio de dicho transformador de aislamiento (10; 40); y formar el alojamiento de dicho transformador de aislamiento (10; 40) con al menos una sección rebajada y/o una sección que se proyecta (13; 43) que se extiende a lo largo de al menos un lado de dicho alojamiento del transformador, de modo que el camino de contorneo sea más largo que sin esa sección rebajada y/o dicha sección de proyección. con lo que el material aislante de dicho transformador (10; 40) determina la distancia de contorneo mínima requerida para dicha barrera de aislamiento

Campo Técnico del Invento

El presente invento se refiere en general a una barrera de 5 aislamiento en un cuadro de circuito impreso, y más en particular a un conjunto de cuadro de circuito impreso provisto de un transformador de aislamiento, y a la fabricación de tal conjunto de cuadro de circuito impreso.

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ANTECEDENTES DEL INVENTO

Con objeto de aislar los sistemas eléctricos o los circuitos entre sí, se emplean normalmente transformadores de aislamiento. Un transformador de aislamiento está diseñado para 15 proporcionar acoplamiento magnético entre sistemas eléctricos sin introducir un acoplamiento significativo conductivo o electroestático entre ellos. El aislamiento es esencialmente una cuestión de separar conexiones y componentes, y por consiguiente es evidente que los requisitos para el aislamiento están en 20 contra de minimizar el tamaño del equipo en su totalidad. En consecuencia, la construcción de transformadores de aislamiento requiere típicamente distancias significativas de holgura y de contorneo para obtener el aislamiento eléctrico deseado. Aquí, distancia de contorneo significa la distancia más corta entre 25 dos conductores medida a lo largo de la superficie del aislamiento.

La Fig. 1 es un diagrama esquemático que ilustra un transformador de aislamiento dispuesto en un cuadro de circuito impreso (PCB) de acuerdo con la técnica anterior. El 30 transformador de aislamiento 1 se monta en general en el PCB 2 por medio de clavijas de transformador convencionales, una clavija de transformador del lado del primario 3 y una clavija de transformador del lado del secundario 4. Un transformador de aislamiento para uso en un cuadro de circuito impreso (PCB) se 35 diseña en general de tal modo que la distancia entre puntos a lo

largo de una línea recta entre el lado del primario y el lado del secundario del transformador se dimensiona como distancia de contorneo del PCB. Esto significa que la distancia entre puntos del lado del primario y el lado del secundario del transformador tiene que ser mayor que la distancia de contorneo mínima 5 requerida del PCB a los voltajes pertinentes.

El índice de seguimiento comparativo (CTI) es un índice comparativo que puede usarse para comparar los materiales aislantes con respecto a su distancia de contorneo. Cuanto más alto sea el valor del CTI, tanto menor será la distancia de 10 contorneo requerida. Esto significa que para una pequeña distancia de contorneo, se ha de seleccionar un material aislante de alto valor del CTI.

Aunque los cuadros de circuito impreso pueden hacerse de una gran diversidad de materiales, ciertamente se hacen 15 frecuentemente de materiales tales como el FR4 o similar, los cuales tienen valores del CTI relativamente bajos. Es posible producir PCBs de materiales que tengan valores del CTI más altos, pero esto puede requerir el uso de materiales especializados y costosos para el PCB. En la práctica, el uso de 20 tales materiales especializados es raro, y los cuadros de circuito impreso tienen generalmente valores del CTI relativamente bajos. Por consiguiente, la distancia de contorneo requerida se hace más bien larga. Esto significa que el tamaño del transformador tendrá que ser relativamente grande, y que el 25 transformador ocupará un área más bien grande del PCB.

El presente invento supera estos y otros inconvenientes de las disposiciones de la técnica anterior.

TÉCNICA ASOCIADA 30

La Patente de EE.UU. Número 5.726.616 concedida a Bell con fecha de 10 de marzo de 1998, se refiere a un transformador con una pluralidad de bobinas. Una tapa del conjunto está acoplada alrededor de las bobinas e incluye pestañas para localizar un 35 núcleo. Las bobinas y la tapa están diseñadas de tal modo que se

satisfacen los requisitos de contorneo y de holgura. El núcleo comprende chapas magnéticas, que son acopladas a través de la tapa del conjunto y de las bobinas, y la tapa proporciona un receptáculo para el núcleo. Para sujetar las chapas magnéticas en su posición, hay un conjunto de cuba montado alrededor del 5 exterior de las chapas magnéticas.

Un objeto general del presente invento es proporcionar una barrera aislante, eficiente para su volumen, en un cuadro de circuito impreso (PCB) o en un conjunto de PCB.

En particular, es deseable proporcionar el aislamiento 10 requerido entre dos sistemas eléctricos en un PCB o en un conjunto de PCB por medio de un transformador con aislamiento relativamente pequeño y compacto montado en el mismo.

Otro objeto del invento es mejorar las características de contorneo de un transformador de aislamiento en un PCB o en un 15 conjunto de PCB.

Todavía otro objeto del invento es proporcionar un método eficiente para fabricar un conjunto de cuadro de circuito impreso que comprenda un transformador de aislamiento.

Estos y otros objetos se logran mediante el invento, tal 20 como este queda definido en las reivindicaciones de patente que se acompañan.

La idea general, de acuerdo con el presente invento, es la de usar el transformador de aislamiento como una estructura de soporte para interconectar mecánicamente al menos dos secciones 25 de PCB separadas. Preferiblemente, las secciones de PCB se forman dividiendo para ello un PCB en secciones después de montar el transformador de aislamiento en el PCB. Puesto que el PCB ha sido separado, no afecta ya a la distancia de contorneo para la barrera de aislamiento. En vez de eso, el material 30 aislante del transformador determina la distancia de contorneo mínima requerida. El material aislante del transformador tiene en general un valor del CTI considerablemente más alto que el del material del PCB, lo que conduce a que se requiera una distancia de contorneo relativamente corta. Al romper el camino 35 para el contorneo en el PCB, es por consiguiente posible usar un

diseño más equilibrado de la totalidad del conjunto de cuadro de circuito impreso. Se obtienen las siguientes ventajas:

- Para cualquier requisito de aislamiento dado, el tamaño del transformador será sustancialmente reducido si se compara con las disposiciones de la técnica anterior. 5

- Ahorro de material para el alojamiento del transformador y la resina.

- Se reducirá el área penalizada en el PCB para el transformador.

- El menor peso del transformador hace que sea más fácil manejar 10 las vibraciones del cuadro de circuito impreso.

- Puesto que el PCB está dividido en secciones separadas, no es ya necesario probar el PCB durante la fabricación para confirmar el aislamiento requerido, eliminándose así un procedimiento de prueba de considerable coste y que lleva tiempo. 15

Debe quedar entendido que, aunque una fabricación eficiente de tal conjunto de PCB implica normalmente que un PCB sea dividido en secciones separadas después del montaje del transformador de aislamiento en el PCB, es posible proporcionar las secciones de PCB como piezas separadas desde el mismo 20 principio.

Con objeto de mejorar las características de contorneo del transformador de aislamiento, se forma el alojamiento del transformador de una manera sustancialmente no plana. El alojamiento del transformador se forma con secciones rebajadas, 25 tales como ranuras o similares, y/o secciones que se proyectan, tales como aletas o nervios. De esta manera, se aumenta la distancia entre el lado del primario y el lado del secundario del transformador a lo largo de la superficie del alojamiento del transformador. De este modo, se puede hacer más compacto el 30 aislamiento del transformador.

Un modo eficiente de fabricar un conjunto de cuadro de circuito impreso de acuerdo con el invento, comporta hacer una abertura y secciones de separación rápida en el PCB. Las secciones de separación rápida se forman a cada lado de la 35 abertura de tal modo que el PCB quede dividido en secciones

separadas cuando se retiren las secciones de separación rápida después del montaje del transformador de aislamiento. En primer lugar, sin embargo, se coloca el transformador de aislamiento alineado con la abertura y montado en el PCB de tal modo que el PCB actúe como una estructura de soporte que interconecta 5 mecánicamente las secciones de PCB separadas. Preferiblemente, las secciones de separación rápida se retiran después de montado por completo...

Reivindicaciones

1. Un método para obtener una barrera de aislamiento entre dos 5 secciones separadas (21, 22) de un conjunto de cuadro de circuito impreso (PCB) por medio de un transformador de aislamiento (10; 40), caracterizado porque dicho método comprende los pasos de:

interconectar mecánicamente las secciones de PCB (21, 22) 10 por medio de dicho transformador de aislamiento (10; 40); y

formar el alojamiento de dicho transformador de aislamiento (10; 40) con al menos una sección rebajada y/o una sección que se proyecta (13; 43) que se extiende a lo largo de al menos un lado de dicho alojamiento del transformador, de modo que el 15 camino de contorneo sea más largo que sin esa sección rebajada y/o dicha sección de proyección.

con lo que el material aislante de dicho transformador (10; 40) determina la distancia de contorneo mínima requerida para dicha barrera de aislamiento. 20

2. Un método para obtener una barrera de aislamiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dichas secciones de PCB separadas (21, 22) se forman dividiendo para ello un PCB en dichas secciones después del montaje de dicho 25 transformador de aislamiento (10; 40) en dicho PCB.

3. Un método para obtener una barrera de aislamiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dichas secciones de PCB separadas (21, 22) se proporcionan inicialmente 30 como piezas separadas.

4. Un método para obtener una barrera de aislamiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además el paso de seleccionar como material aislante para dicho 35 transformador de aislamiento (10; 40) un material que tenga un

índice de seguimiento comparativo (CTI) que sea más alto que el CTI de las secciones del PCB.

5. Un método para obtener una barrera de aislamiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende 5 además el paso de formar el alojamiento de dicho transformador de aislamiento (10; 40) de una manera sustancialmente no plana, con objeto de mejorar las características de contorneo.

6. Un método para obtener una barrera de aislamiento de 10 acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho transformador de aislamiento (40) es soldado a la superficie de dichas secciones del PCB.

7. Un conjunto de cuadro de circuito impreso (PCB) que tiene 15 un transformador de aislamiento (10; 40), caracterizado porque dicho conjunto de PCB comprende al menos dos secciones de PCB separadas (21, 22), y dicho transformador de aislamiento (10; 40) actúa como una estructura de soporte para interconectar mecánicamente las secciones (21, 22) y una barrera de 20 aislamiento entre las dos secciones de PCB, y dicho transformador de aislamiento (10; 40) tiene un alojamiento formado con al menos una sección rebajada y/o una sección que se proyecta (13; 43) que se extienden a lo largo de al menos un lado de dicho alojamiento del transformador, de modo que la 25 distancia de contorneo es más larga que sin dicha sección rebajada y/o la sección que se proyecta, en que el material aislante de dicho transformador (10; 40) determina la distancia de contorneo mínima requerida para dicha barrera de aislamiento.

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8. Un conjunto de cuadro de circuito impreso de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque dichas secciones de PCB separadas están formadas a partir de un PCB, al que se divide en dichas secciones.

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9. Un conjunto de cuadro de circuito impreso de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque dichas secciones de PCB separadas son proporcionadas inicialmente en forma de cuadros de circuito impresos separados.

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10. Un conjunto de cuadro de circuito impreso de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque dicho transformador de aislamiento (10; 40) tiene un material aislante de un índice de seguimiento comparativo (CTI) que es más alto que el CTI de las secciones del PCB. 10

11. Un conjunto de cuadro de circuito impreso de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque un lado del primario de dicho transformador (10; 40) está montado en una primera de dichas secciones separadas, y un lado del secundario de dicho 15 transformador está montado en una segunda de dichas secciones separadas.

12. Un conjunto de cuadro de circuito impreso de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el alojamiento de dicho 20 transformador de aislamiento (10; 40) está formado de una manera sustancialmente no plana, para así mejorar las características de contorneo.

13. Un conjunto de cuadro de circuito impreso de acuerdo con la 25 reivindicación 7, caracterizado porque dicha sección (o secciones) que se proyectan (13; 43) está (están) formadas de tal modo que la distancia entre un lado del primario y un lado del secundario de dicho transformador (10; 40) a lo largo de la superficie de dicho alojamiento del transformador, aumenta en al 30 menos una dirección.

14. Un conjunto de cuadro de circuito impreso de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque dicha sección (o secciones) que se proyectan (13; 43) incluyen al menos una aleta 35

o nervio que se extiende a lo largo de al menos tres lados de dicho alojamiento del transformador.

15. Un método para fabricar un conjunto de cuadro de circuito impreso que comprende el paso de proporcionar un transformador 5 de aislamiento (10; 40) como una barrera de aislamiento entre una primera sección (21) y una segunda sección (22) de un cuadro de circuito impreso (PCB), caracterizado porque dicho método comprende los pasos de:

interconectar mecánicamente las secciones primera y segunda 10 (21, 22) por medio de dicho transformador de aislamiento (10; 40); y

formar el alojamiento de dicho transformador de aislamiento (10; 40) con al menos una sección rebajada y/o una sección que se proyecta (13; 43) que se extienden a lo largo de al menos un 15 lado de dicho alojamiento del transformador, de modo que el camino de contorneo sea más largo que sin dicha sección rebajada y/o dicha sección de proyección,

con lo que el material aislante de dicho transformador (10; 40) determina la distancia de contorneo mínima requerida para 20 dicha barrera de aislamiento.

16. Un método para fabricar un conjunto de cuadro de circuito impreso de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque dicho paso de proporcionar un transformador de 25 aislamiento (10; 40) como una barrera aislante entre una primera sección (21) y una segunda sección (22) de un cuadro de circuito impreso (PCB), comprende los pasos de:

fabricar un PCB con una abertura;

hacer secciones de separación rápida (23, 24) en dicho PCB 30 a cada lado de dicha abertura, extendiéndose cada una de dichas secciones de separación rápida desde dicha abertura hasta un borde respectivo de dicho PCB, de tal modo que el PCB quede separado en dichas secciones primera y segunda cuando se retiren las secciones de separación rápida; 35

colocar dicho transformador de aislamiento (10; 40) alineado con dicha abertura;

montar dicho transformador en dicho PCB sobre dicha primera sección (21) así como sobre dicha segunda sección (22) de dicho PCB, comprendiendo dicho montaje al menos soldar dicho 5 transformador a dicho PCB; y

retirar dichas secciones de separación rápida (23; 24) de dicho PCB para separar la primera sección (21) y la segunda sección (22) de dicho PCB.

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17. Un método para fabricar un conjunto de PCB de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque dicho paso de retirar dichas secciones de separación rápida (23, 24) se efectúa después de dicho paso de montaje.

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18. Un método para fabricar un conjunto de PCB de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque dicha sección (o secciones) que se proyectan (13; 43) es/son formadas como al menos una aleta o nervio que se extiende sustancialmente en la dirección de la línea que divide dichas secciones de PCB y que 20 se extiende a través de dicha abertura.

19. Un método para fabricar un conjunto de PCB de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque dicha abertura se hace formando una sección de separación rápida (25) en dicho PCB 25 y retirando después dicha sección de separación rápida (25) de dicho PCB.