Derating é quando um sistema ou componente é operado abaixo do seu limite de operação normal. Isto reduz a taxa de deterioração do componente e minimiza falhas atribuídas a condições extremas de operação.
O processo é suportado por curvas de derating publicadas e literatura baseada em vários padrões. O objetivo é proteger contra as variações de tensão e resistência e prevenir falhas decorrentes dos efeitos de pequenas alterações nas características operacionais.
Os componentes são normalmente classificados em altas tensões e temperaturas. No entanto, a aplicação simultânea destas condições pode deteriorar os componentes e levar a falhas anteriores.
Derating aumenta a resistência média, diminui a tensão média e diminui as variações de tensão. Isto prolonga a vida útil do componente, além de aumentar a confiabilidade. Em unidades de alimentação, a desclassificação é normalmente feita em situações onde as temperaturas de operação são mais altas.
Em equipamentos eletrônicos, a desclassificação pode ser feita para qualquer uma das três variáveis do circuito, ou seja, a tensão, a corrente ou a potência. Isto cria uma zona tampão entre a classificação máxima recomendada pelo fabricante e a tensão real aplicada. O procedimento é obrigatório em algumas normas de fiabilidade e pode envolver a realização de uma análise de tensão do componente para determinar a desactivação.
Desde que a maioria dos componentes seja classificada à temperatura ambiente e ao ar livre, uma alteração em qualquer uma destas condições, como a colocação dos componentes numa caixa selada ou num ambiente quente, o componente deve ser desactivado e operado a níveis inferiores aos valores nominais do(s) componente(s). Isto evita a tensão e a deterioração dos componentes, além de prolongar sua vida útil.
Derating envolve o funcionamento do sistema ou componente a uma tensão ou corrente menor e, portanto, menos calor sendo gerado. E pode ser aplicado a quase todos os componentes eletrônicos, incluindo resistências, diodos, transistores, tirístores, LEDs ICs, capacitores CPUs e outros.
Derating guidelines and curves
Derating segue as normas dos fabricantes de componentes ou equipamentos, militares, ou qualquer outra agência.
A curva de derating para componentes semicondutores é geralmente baseada na temperatura da junção que normalmente funciona mais quente do que a caixa e o ambiente. As curvas de derating desenvolvidas para cada componente permitem que o usuário veja a máxima dissipação de energia em uma faixa de condições de operação. Assim, deve-se compreender as condições como a temperatura ambiente e os fluxos de ar que podem ser experimentados e garantir que a desclassificação apropriada seja implementada para garantir a confiabilidade e longa vida útil do equipamento ou componentes.
As curvas de desclassificação atuam como um guia ao determinar a dissipação máxima de energia em várias temperaturas ambientes. Estas curvas são geradas a partir dos cálculos da potência máxima com base nos valores de resistência térmica em diferentes fluxos de ar.
Figure 1: Curvas de desvalorização para o pacote SOIC (DW) de 16 pinos – Crédito de imagem: Texas Instruments