El procedimiento de prueba Hi-Pot (prueba de alto potencial o resistencia dieléctrica) es un paso crítico de verificación de seguridad que enfatiza el aislamiento eléctrico con alto voltaje para garantizar que no haya fugas de corriente al chasis o partes accesibles al usuario. A diferencia de las pruebas funcionales o de continuidad, este proceso aplica deliberadamente voltajes que exceden con creces el funcionamiento normal (generalmente 1000 V a 5000 V) para identificar aislamientos marginales, poros o violaciones de espaciado antes de que un producto llegue al mercado.

Conclusiones clave

• Definición principal: Una prueba de esfuerzo que aplica alto voltaje (CA o CC) entre los conductores que transportan corriente y la tierra que no transporta corriente para verificar el aislamiento.
• Fórmula estándar: El voltaje de prueba básico para muchos productos electrónicos de consumo es $2 \times V_{operating} + 1000V$.
• Regla de duración: Las pruebas de tipo (I+D) normalmente requieren 60 segundos, mientras que las pruebas de la línea de producción a menudo se reducen a 1 a 2 segundos para mantener el rendimiento.
• Umbral de fuga: Una unidad que pasa debe mantener la corriente de fuga por debajo de un límite establecido, que generalmente oscila entre 0,5 mA y 5 mA, según el estándar de seguridad (por ejemplo, UL 60950, IEC 62368).
• Crítico para la seguridad: Siempre verifique el sistema de bloqueo de seguridad y asegúrese de que el cable de "retorno" esté conectado a tierra antes de tocar la sonda de alto voltaje (HV).
• Concepción errónea: Hi-Pot no es lo mismo que la prueba de Megger; Hi-Pot tensiona el aislamiento hasta el punto de ruptura, mientras que Megger mide una alta resistencia con una tensión menor.
• Consejo de validación: Utilice una "carga de verificación" (una resistencia de valor conocido) diariamente para garantizar que el probador identifique correctamente una condición de falla antes de probar unidades reales.

Contenido

• Lo que realmente significa (alcance y límites)
• Métricas que importan (cómo evaluarlas)
• Cómo elegir (orientación de selección por escenario)
• Puntos de control de implementación (del diseño a la fabricación)
• Errores comunes (y el enfoque correcto)
• Preguntas frecuentes (costo, plazo de entrega, materiales, pruebas, criterios de aceptación)
• Glosario (términos clave)
• Conclusión (próximos pasos)

Lo que realmente significa (alcance y límites)

El procedimiento de prueba Hi-Pot es el guardián final de la seguridad eléctrica. Mientras que un plan de prueba funcional PCB verifica que una placa funcione, y un tutorial de prueba de sonda voladora podría explicar cómo verificar si hay cortocircuitos a bajo voltaje, la prueba de Hi-Pot busca específicamente debilidades de aislamiento que solo aparecen bajo estrés eléctrico elevado.

Funciona según un principio simple: si el aislamiento es suficiente, el alto voltaje aplicado entre "Línea/Neutro" y "Tierra" dará como resultado un flujo de corriente insignificante. Si el aislamiento se ve comprometido (debido a cables mellados, distancias de fuga insuficientes en la placa de circuito impreso (PCB) o desechos conductores), la corriente formará un arco o fluirá a través del defecto, disparando el probador.

La física de la avería

Cuando aumenta el voltaje, aumenta la intensidad del campo eléctrico a través del aislamiento. Cada aislador tiene un voltaje de ruptura. La prueba Hi-Pot aplica un voltaje menor que el voltaje de ruptura de un buen aislamiento pero mayor que el voltaje de ruptura de un aislamiento defectuoso.

• Flashover: Un arco a través de la superficie de la PCB o componente.
• Avería: Un pinchazo en el propio material aislante.

Hi-Pot de CA frente a CC

• AC Hi-Pot: Tensiona el aislamiento con polaridad alterna. Es más agresivo porque prueba la capacitancia reactiva del dispositivo. Imita el estrés de la red eléctrica.
• DC Hi-Pot: Aplica un alto voltaje estático. Requiere un aumento gradual para cargar la capacitancia del dispositivo. Una vez cargada, la única corriente que fluye es la verdadera corriente de fuga.

Métricas que importan (cómo evaluarlas)

Para establecer un procedimiento de prueba de Hi-Pot sólido, debe definir criterios numéricos específicos de aprobación/rechazo. Requisitos vagos como "pruebas de seguridad" conducen a una calidad inconsistente.

Tabla 1: Parámetros de prueba críticos| Métrica | Rango típico | Por qué es importante | Método de verificación |

| :--- | :--- | :--- | :--- | | Tensión de prueba (CA) | 1000V – 5000V | Determina el nivel de estrés. Demasiado bajo no detecta defectos; demasiado alto daña las buenas unidades. | Medidor de alta tensión calibrado. | | Tensión de prueba (CC) | 1414V – 7070V | El equivalente de CC suele ser $1,414 \times V_{AC}$ para igualar la tensión máxima. | Medidor de alta tensión calibrado. | | Tiempo de rampa | 0,5 s – 5,0 s | Evita que los picos de corriente provoquen fallos falsos debido a una irrupción. | Temporizador en la pantalla del probador. | | Tiempo de permanencia | 1s (Producción) / 60s (Tipo) | Duración que se mantiene la tensión. Tiempos más largos detectan una ruptura térmica lenta. | Registro de cronómetro/probador. | | Límite de fuga | 0,1 mA – 10 mA | El umbral del fracaso. Ajuste ligeramente por encima de la fuga capacitiva normal. | Carga de resistencia conocida. | | Detección de arco | Nivel 1 – 9 (Sensibilidad) | Detecta ruido de alta frecuencia que indica un arco inminente antes de una avería total. | Simulador de descarga de chispas. | | Tiempo de alta | < 0,2 s | Tiempo necesario para drenar el voltaje a niveles seguros (<50 V) después de la prueba. | Sonda de osciloscopio. |

Tabla 2: Requisitos de voltaje estándar

Diferentes industrias exigen diferentes cálculos de voltaje.

Estándar	Solicitud	Fórmula de voltaje de prueba	Valor típico (dispositivo de 120 V)
IEC 60950/62368	Equipos de TI	$2 \times V_{clasificado} + 1000V$	~1240 VCA
IEC 60601	Dispositivos Médicos	$2 \times V_{clasificado} + 1000V$ (Básico)	1500V AC (4000V para reforzado)
IEC 60335	Electrodomésticos	$2 \times V_{clasificado} + 1000V$	1240 VCA
Clase II (Doble aislamiento)	Sin clavija de tierra	$2 \times V_{clasificado} + 2000V$	~2500 VCA
Nivel de componente	Relés/Optoacopladores	Tensión de aislamiento nominal	3750 V - 5000 V CA

Cómo elegir (orientación para la selección por escenario)

La selección de los parámetros y equipos correctos para su procedimiento de prueba de alto riesgo depende del dispositivo bajo prueba (DUT) y del entorno de fabricación.1. Si el DUT tiene alta capacitancia (por ejemplo, filtros EMI grandes), elija DC Hi-Pot. * Razón: Las pruebas de CA causarán un alto flujo de corriente reactiva ($I = V \times 2\pi fC$), que puede exceder el límite de corriente del probador incluso si el aislamiento es bueno. DC carga el capacitor una vez y solo lee fugas resistivas. 2. Si el estándar regulatorio especifica "Solo CA", elija AC Hi-Pot. * Razón: Algunas normas no permiten la sustitución de CC porque la CA tensa el aislamiento con polaridad alterna, que es más representativa del funcionamiento real de la red. 3. Si necesita eliminar el tiempo de "Desaceleración", elija AC Hi-Pot. * Motivo: El voltaje de CA no carga la capacitancia del dispositivo a un nivel estático, por lo que es seguro tocar el DUT casi inmediatamente después de que se detiene la prueba. DC requiere un período de descarga. 4. Si está probando componentes electrónicos sensibles que no pueden tolerar transitorios de sobretensión, elija CC con una rampa lenta. * Motivo: La rampa controlada evita sobrepasos y protege los componentes sensibles de picos de voltaje. 5. Si está realizando una "Prueba de tipo" para la certificación, elija una duración de 60 segundos. * Motivo: Los organismos de certificación exigen una prueba de resistencia de un minuto para demostrar la solidez del diseño. 6. Si está realizando "Pruebas de rutina" en una línea de producción, elija una duración de 1 a 2 segundos. * Razón: La fabricación de gran volumen no puede permitirse ciclos de 60 segundos. Las normas suelen permitir aumentar el voltaje entre un 10 y un 20% a cambio de reducir el tiempo a 1 segundo. 7. Si el producto es Clase II (doble aislamiento), elija un límite de voltaje más alto (normalmente 2500 V+). * Motivo: Sin una conexión a tierra protectora, la barrera aislante es el único mecanismo de seguridad y debe soportar tensiones mayores. 8. Si ve frecuentes fallas falsas debido a la humedad, opte por ajustar el límite de fuga o deshumidificar. * Motivo: La alta humedad puede aumentar la corriente de fuga superficial. No aumente simplemente el límite sin verificar la causa. 9. Si prueba cables o arneses, elija un probador multipunto. * Razón: Debe probar el aislamiento entre cada conductor y todos los demás conductores, lo que requiere matrices de conmutación automatizadas. 10. Si el DUT contiene componentes con una clasificación inferior al voltaje de prueba (por ejemplo, MOV), elija quitarlos o desconectarlos. * Razón: Los varistores de óxido metálico (MOV) están diseñados para conducir a altos voltajes. Dispararán el probador de Hi-Pot y potencialmente serán destruidos durante la prueba.

Puntos de control de implementación (desde el diseño hasta la fabricación)

La implementación de un procedimiento de prueba de Hi-Pot confiable requiere un enfoque sistemático. Siga estos 10 pasos para garantizar la seguridad y el cumplimiento.

1. Configuración del bloqueo de seguridad

• Acción: Instale un recinto de seguridad o una cortina de luz conectada al puerto de bloqueo del probador.
• Verificación de aceptación: El probador no debe iniciarse si la puerta del gabinete está abierta.

2. Verificación de la integridad del suelo

• Acción: Asegúrese de que el chasis del probador esté conectado a tierra. Conecte el cable de "Retorno" al chasis metálico del DUT.
• Verificación de aceptación: La resistencia entre el chasis del probador y la tierra de la instalación debe ser < 0,1 Ω.

3. Configuración de parámetros

• Acción: Programe el voltaje ($V_{test}$), el tiempo de rampa ($T_{ramp}$), el tiempo de permanencia ($T_{dwell}$) y el límite de corriente ($I_{trip}$).
• Verificación de aceptación: Verifique la configuración con el estándar UL/IEC específico para el producto.

4. Verificación diaria (la "carga ficticia")

• Acción: Antes de probar las unidades de producción, conecte una resistencia calculada para no pasar la prueba (por ejemplo, si el límite es de 1000 V/10 mA, use una resistencia de 90 kΩ).
• Verificación de aceptación: El probador DEBE indicar "FALLO" y "Fuga alta". Si pasa la resistencia, el probador está defectuoso.

5. Aislamiento de conductos

• Acción: Desconecte todos los dispositivos de protección contra sobretensiones (MOV, GDT) o asegúrese de que estén clasificados por encima del voltaje de prueba.
• Verificación de aceptación: La inspección visual confirma que se quitaron los MOV o que los puentes están abiertos.

6. Secuencia de conexión

• Acción: Conecte el cable de baja/retorno primero y luego el cable de alto voltaje.
• Verificación de aceptación: Las conexiones son seguras; No hay pinzas de cocodrilo sueltas apoyadas en el banco de trabajo.

7. Fase de aceleración

• Acción: Iniciar la prueba. El voltaje debe aumentar linealmente durante el tiempo de rampa programado (por ejemplo, 2 segundos).
• Verificación de aceptación: La pantalla muestra un aumento de voltaje sin sobrepaso > 5%.

8. Fase de permanencia

• Acción: Mantenga el voltaje completo durante el tiempo especificado (p. ej., 1 segundo).
• Verificación de aceptación: La lectura de la corriente de fuga permanece estable y por debajo del límite de $I_{trip}$.

9. Fase de descarga (solo CC)

• Acción: Después de la prueba, el probador descarga la capacitancia del DUT.
• Verificación de aceptación: No toque el DUT hasta que la pantalla de voltaje indique < 30V.

10. Registro de datos

• Acción: Registre el resultado (Pasa/Falla) y la corriente de fuga medida.
• Verificación de aceptación: El número de serie está asociado con el resultado de la prueba en el sistema de calidad.

Errores comunes (y el enfoque correcto)

Las fallas en el procedimiento de prueba de Hi-Pot a menudo se deben a errores de configuración más que a defectos del producto.

1. Flotar el cable de retorno

• Error: Dejar el cable de retorno desconectado o mal conectado.
• Impacto: El chasis del DUT flota a alto voltaje. La prueba pasa erróneamente porque no puede fluir corriente de regreso al probador, pero el operador corre el riesgo de sufrir una descarga eléctrica.
• Solución: Utilice siempre la función "Verificación de continuidad de tierra" si está disponible.
• Verificar: Mida la continuidad entre el clip de retorno y el chasis del probador antes de comenzar.

2. Ignorar la capacitancia del cable

• Error: Usar cables HV largos y enrollados durante las pruebas de CA.
• Impacto: El cable en sí tiene capacitancia. El tester mide la corriente que carga el cable como fuga, provocando falsos fallos.
• Solución: Mantenga los cables cortos y desenrollados. Realice una calibración "Offset" o "Null" con los cables abiertos.
• Verificar: Ejecute la prueba sin ningún DUT adjunto; La fuga debe estar cerca de 0,00 mA.

3. Prueba de fase a neutro

• Error: Aplicar HV entre las clavijas Línea y Neutro del cable de alimentación.
• Impacto: Esta es una prueba de cortocircuito, no una prueba de aislamiento. Quemará el fusible de entrada o dañará la fuente de alimentación.
• Reparar: Línea corta y Neutro juntos y aplicarles HV simultáneamente contra el pin de Tierra.
• Verificar: Utilice una caja adaptadora especializada que cortocircuite L+N automáticamente.

4. Establecer límites demasiado altos

• Error: Establecer el límite de disparo al máximo del probador (por ejemplo, 20 mA) para evitar disparos molestos.
• Impacto: Una unidad con aislamiento marginal (por ejemplo, fuga de 15 mA) pasa pero es peligrosa.
• Solución: Caracterice la fuga normal de unidades buenas (p. ej., 2 mA) y establezca el límite entre un 20 y un 30 % más alto (p. ej., 2,5 mA).
• Verificar: Analizar la distribución estadística de la corriente de fuga en un lote de 50 unidades.

5. Descuidar el tiempo de rampa

• Error: Aplicar voltaje completo al instante (rampa de 0 segundos).
• Impacto: Los picos de corriente activan la alarma de "corriente alta" inmediatamente debido a una irrupción capacitiva.
• Solución: Establezca un tiempo de rampa de al menos 1,0 segundo.
• Verificar: Observe el rastro actual en el probador; debe subir suavemente.

6. Nueva prueba sin enfriamiento

• Error: Realizar pruebas Hi-Potéticas repetidas en la misma unidad para solucionar una falla.
• Impacto: El aislamiento se degrada con el estrés repetido. Una unidad que fuera marginal podría convertirse en un fracaso debido a las pruebas en sí.
• Solución: Permita que el aislamiento se recupere. Limite el número de repeticiones de pruebas.
• Verificar: Realizar un seguimiento de los recuentos de nuevas pruebas en el sistema de ejecución de fabricación.

7. Uso de CA en componentes solo de CC

• Error: Usar potencia de CA en un circuito con condensadores en Y que solo están clasificados para pruebas de CC o que tienen baja impedancia de CA.
• Impacto: Una corriente de fuga excesiva activa el probador.
• Solución: Cambiar a prueba de hipotensión de CC para circuitos altamente capacitivos.
• Verificar: Consulte las hojas de datos de los componentes para conocer las tapas Y.

8. Tocar el conducto durante la descarga de CC

• Error: Desenchufar el DUT inmediatamente después de una señal "Pasada" de prueba de CC.
• Impacto: El DUT actúa como un condensador cargado (potencialmente 2000 V+). El operador recibe una fuerte descarga.
• Solución: Asegúrese de que el probador tenga un circuito de descarga automática y espere a que aparezca el indicador "Seguro".
• Verificar: Mida el voltaje en los pines del DUT inmediatamente después de completar la prueba.

Preguntas frecuentes (costo, plazo de entrega, materiales, pruebas, criterios de aceptación)

1. ¿Cuál es la diferencia entre Hi-Pot y resistencia dieléctrica? Son idénticos. "Hi-Pot" es una abreviatura del argot industrial para "alto potencial", mientras que "resistencia dieléctrica" ​​es el término formal utilizado en normas como UL e IEC.

• Hi-Pot = Terminología común.
• Resistencia Dieléctrica = Documentación formal.
• Ambos se refieren a la misma prueba de tensión de tensión.

2. ¿Las pruebas de Hi-Pot dañan la electrónica? Una prueba de Hi-Pot configurada correctamente no es destructiva para las unidades buenas. Sin embargo, es destructivo para las unidades defectuosas; Si el aislamiento falla, el arco resultante puede carbonizar la PCB, haciendo que el defecto sea permanente.

• Buenas unidades: Sin degradación.
• Unidades malas: Fallo permanente (que es el objetivo: atraparlas).
• Pruebas excesivas: las pruebas repetidas a voltaje completo pueden degradar el aislamiento con el tiempo.

3. ¿Cuánto cuesta un probador de Hi-Pot? Los probadores manuales de nivel básico cuestan alrededor de $1,500, mientras que los sistemas automatizados con registro de datos, escaneo multipunto y capacidades AC/DC/IR oscilan entre $5,000 y $15,000.

• Básico (Manual): $1.5k - $3k.
• Programable (Laboratorio): $4k - $8k.
• Automatizado (Producción): $10k+.

4. ¿Puedo usar un multímetro para pruebas de Hi-Pot? No. Un multímetro estándar utiliza una batería de 9 V para medir la resistencia, que no puede sobrecargar el aislamiento. Un probador Hi-Pot genera miles de voltios para saltar espacios que un multímetro consideraría "circuito abierto".

• Multímetro: Bajo voltaje (<12V).
• Hi-Pot: Alto voltaje (>1000V).
• Megger: Alto voltaje (500V-1000V) pero mide la resistencia, no la avería.

5. ¿Cuál es la configuración de "Detección de arco"? La detección de arco monitorea las variaciones de corriente de alta frecuencia que indican un arco "chisporroteante" o una descarga de corona antes de que ocurra una falla total.

• Ayuda a detectar conexiones sueltas.
• Identifica huecos marginales de aislamiento.
• Sensibilidad ajustable (normalmente 1-9) para evitar fallos falsos debido al ruido ambiental.

6. ¿Por qué necesito eliminar los MOV antes de realizar la prueba? Los varistores de óxido metálico (MOV) son supresores de sobretensiones diseñados para cortocircuitar picos de voltaje a tierra. Si aplica 1500 V a un MOV de 300 V, hará su trabajo y provocará un cortocircuito en el circuito, provocando una falla importante.

• Solución 1: Utilice un MOV de mayor voltaje (si el diseño lo permite).
• Solución 2: Deje MOV despoblado hasta después de la prueba.
• Solución 3: desconecte MOV mediante un puente durante la prueba.

7. ¿Con qué frecuencia se debe calibrar el probador de Hi-Pot? El estándar de la industria exige una calibración anual (cada 12 meses) por parte de un laboratorio acreditado. Sin embargo, se debe realizar una "verificación de verificación" utilizando una resistencia conocida diariamente o al comienzo de cada turno.

• Calibración: Anual (rastreable a NIST/Estándares Nacionales).
• Verificación: Diaria (verificación funcional).

8. ¿Cuál es el plazo típico para instalar una estación de Hi-Pot? Si hay equipo disponible, la configuración demora 1-2 días para la programación y validación de seguridad. Si solicita un nuevo dispositivo personalizado o un probador automatizado, los plazos de entrega pueden oscilar entre 4 y 8 semanas.

• Probador listo para usar: entrega en 1 semana.
• Montaje personalizado: 4-6 semanas.
• Programación/Validación: 1-2 días.

Glosario (términos clave)| Término | Definición |

| :--- | :--- | | Desglose | Falla catastrófica del aislamiento donde la corriente fluye libremente a través del material. | | Dispositivo Clase I | Un producto con una conexión a tierra protectora (enchufe de 3 clavijas). | | Dispositivo Clase II | Un producto con doble aislamiento y sin conexión a tierra (enchufe de 2 clavijas). | | Creepage | La distancia más corta entre dos partes conductoras a lo largo de la superficie del aislamiento. | | Dieléctrico | Un material aislante que resiste el flujo de corriente eléctrica. | | Tiempo de permanencia | El período de tiempo que se aplica el voltaje de prueba completo al DUT. | | Flashover | Un arco eléctrico que se produce sobre la superficie del aislamiento (descarga de aire). | | GFI (interrupción por falla a tierra) | Una característica de seguridad en el probador que corta la energía si hay una fuga de corriente al operador. | | Corriente de fuga | La pequeña cantidad de corriente que fluye a través del aislamiento durante la prueba. | | Tiempo de rampa | El tiempo necesario para aumentar el voltaje desde 0 V hasta el voltaje de prueba objetivo. | | Regreso potencial | El cable de referencia (normalmente negro) conectado al chasis o a tierra del DUT. | | Corriente de viaje | El límite de corriente máximo permitido; exceder esto genera un resultado de "Falla". | | Prueba de tipo | Una prueba rigurosa realizada sobre un diseño de prototipo (mayor duración, mayor voltaje). | | Prueba de rutina | Una prueba más rápida realizada en el 100% de las unidades de producción. |

Conclusión (próximos pasos)

Un procedimiento robusto de prueba de Hi-Pot no es negociable para el cumplimiento de la seguridad eléctrica. Es la única manera de garantizar que el aislamiento de su producto pueda resistir las tensiones del mundo real sin poner en peligro al usuario. Al seleccionar los parámetros de CA o CC correctos, establecer límites de fuga realistas basados ​​en datos y aplicar interbloqueos de seguridad estrictos, se transforma una carga regulatoria en una puerta de calidad confiable.Para garantizar que sus ensamblajes de PCB cumplan con estos rigurosos estándares, verifique que su socio de fabricación integre las pruebas de Hi-Pot directamente en su **[calidad de PCB](/PCB/PCB-quality

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