Conectar una fuente al revés puede destruir componentes y pistas. Implementar protección contra inversión de polaridad es obligatorio en PCBs expuestas a usuarios finales o mantenimiento en campo.

Métodos comunes

Diodo en serie

  • Coloca un diodo Schottky en serie con la entrada.
  • Ventaja: simplicidad extrema.
  • Desventaja: caída de tensión (~0,3–0,5 V) y pérdida de potencia.

Diodo en paralelo + fusible

  • Diodo TVS o rectificador en antiparalelo, fusible o PTC en serie.
  • Si se invierte la polaridad, el diodo conduce y el fusible abre.
  • Adecuado para fuentes de alto voltaje con usuarios experimentados.

MOSFET de canal P

  • Configura un MOSFET P-channel con el cuerpo diode apuntando hacia la carga.
  • Ofrece baja caída de tensión (mΩ) y protección bidireccional limitada.
  • Cuidado con el V_GS max al usar fuentes por encima de 20 V.

MOSFET de canal N ideal

  • Usa un MOSFET N con controlador de puerta ideal (por ejemplo, LTC4365, LM5060).
  • Proporciona protección bidireccional, limitación de corriente y detección de sobrevoltaje.
  • Recomendado en fuentes industriales y baterías Li-ion de alto corriente.

Consideraciones de diseño

  1. Rango de voltaje: dimensiona componentes para el máximo esperado más margen.
  2. Corriente nominal: MOSFET con (R_{DS(on)}) bajo y disipación calculada.
  3. Respuesta térmica: añade planos de cobre y vias para disipar calor.
  4. Diagnóstico: LEDs o indicadores que alerten de polaridad invertida.
  5. Pruebas: aplica inversión con fuentes limitadas en corriente para validar que no se dañe la placa.

Layout PCB

  • Coloca la protección cerca del conector de entrada.
  • Usa pistas cortas y anchas para reducir inductancia.
  • Añade TVS adicionales para transientes rápidos.
  • Documenta claramente la polaridad en serigrafía y manuales.

Con estas estrategias podrás diseñar PCBs robustas que soporten errores de conexión sin comprometer el rendimiento.