Come scelgo una miccia? Collegamenti fusibili vs Polyfuse?

Mi rendo conto che si tratta di un'area tematica estremamente ampia, ma devo sapere come scegliere un fusibile per proteggere un circuito.

Di recente, un PSU economico di un amico è scoppiato in modo abbastanza spettacolare (i due MOSFET primari sono scoppiati - cortocircuiti morti). Ha dichiarato 400W ma sul PCB diceva 235W (più alimentatori distesi.) Nonostante 235W fossero circa 1A a 230Vac, usava un fusibile di vetro da 5A. Perché così sopravvalutato? La miccia, tuttavia, è stata bruciata durante questo, quindi la miccia ha fatto il suo lavoro. Il fusibile della spina NON si è bruciato.

Nel mio progetto Super OSD sto cercando di proteggere un circuito che utilizza 455 mA max. Sto usando un polifusibile da 500 mA. Consigli analoghi si applicano ai polifusi? Avrei bisogno di un polifuso più grande?

I fusibili sono un argomento difficile. Un fusibile da 5A può rimanere intatto a 7A ma bruciare a 6A. Tutto dipende da come va il modello attuale nel tempo. Nei fusibili cilindrici di vetro ci sono tipi veloci (contrassegnati con "F", in realtà per la parola tedesca "Flink"), che si bruciano se la corrente nominale viene superata anche per un breve periodo, e ci sono fusibili a lenta combustione (contrassegnati " T ", dalla parola tedesca" Trage "), che resisterà a brevi ondate. La maggior parte degli alimentatori utilizzerà quest'ultimo, poiché causeranno un picco di corrente all'accensione.

I fusibili autoriparanti come PolyFuse sono dispositivi PTC la cui resistenza salirà a valori molto alti se si riscaldano con una corrente troppo elevata, ma non sono mai una vera interruzione. Quando si raffreddano, si ricondurranno e il circuito potrebbe funzionare di nuovo, a condizione che venga rimossa la causa dell'intervento. Perché deve reagire al riscaldamento di un PolyFuse avrà una certa resistenza, molto più di un fusibile di vetro. La dimensione di un PolyFuse non dipenderà solo dalla sua valutazione attuale, ma determinerà anche la sua velocità di reazione. Dovrebbe essere chiaro che una parte 0805 reagirà più velocemente di un disco di 20 mm di diametro.

modifica
Un grafico mostrerà quanto sono diversi i fusibili PTC dai fusibili a filo metallico:

Se c'è una sovracorrente la resistenza aumenterà, riducendo la corrente (1/10 di secondo) rapidamente a 1/10 del valore, dopodiché la corrente diminuirà ancora, ma molto più lentamente, e rimarrà sempre una corrente; non si ottiene un'interruzione completa. Questo è per la versione SMT di piccole dimensioni 0603. Una versione radiale come la 600R reagisce molto più lentamente ( 10 secondi per passare a 1/10 della corrente), quindi è chiaro che il PolyFuse non proteggerà realmente dai cortocircuiti: quando la corrente si riduce a una sicurezza livello diversi componenti possono essere fritti.

Il tipo di miccia che si sceglie dovrebbe dipendere da ciò che si desidera proteggere. Se la corrente è eccessiva a causa di un difetto del componente, non si desidera un dispositivo autoriparante, si desidera interrompere il funzionamento del prodotto fino a quando non è stato riparato. (In questa risposta ho spiegato perché questo tipo di fusibile non dovrebbe essere sostituibile dall'utente.) Per un fusibile di potenza non si sceglie un PTC. OTOH, se i picchi di corrente elevata sono normali nel prodotto, ma non si desidera sovradimensionare i componenti per farvi fronte, un PTC può essere di aiuto.

I fusibili sono spesso classificati per due o più volte rispetto alla massima corrente operativa normale. Questo per tre motivi. Innanzitutto, la miccia ha lo scopo di proteggere da qualcosa di catastrofico, di solito un corto. Un vero short trarrà molte volte la corrente operativa prevista nella maggior parte dei casi. Secondo, vuoi un po 'di margine. Non si desidera far scattare il fusibile solo perché il dispositivo era alla corrente prevista per un po 'e quella corrente era forse un po' alta a causa della tolleranza delle parti, della tensione di linea o altro. In terzo luogo, anche nelle normali operazioni molti dispositivi avranno transitori temporanei ad alta corrente. Ad esempio, un motore impiega molta corrente per avviarsi, un vecchio LEB (lampadina a emissione di luce) può assorbire più volte la sua corrente nominale per alcuni millisecondi prima che raggiunga la temperatura di esercizio,

Alcuni fusibili sono "slow blow", che sono progettati specificamente per superare un po 'la corrente al di sopra del loro valore nominale. Questo è per i dispositivi in ​​cui i transitori normali possono richiedere più di qualche ms o 10s di ms.

Per quanto riguarda il polifusibile, controllare attentamente la scheda tecnica e vedere qual è la resistenza alla corrente prevista. Potrebbe non piacere la caduta di tensione che si ottiene attraverso un polifusibile da 500 mA a 455 mA. Pensa anche a cosa stai davvero cercando di proteggere. Se qualcosa nel tuo dispositivo si guasta e consuma 750 mA, hai davvero bisogno del fusibile per spegnerlo? Qualcosa si è già rotto, quindi la miccia non protegge il circuito per la maggior parte del tempo. Di solito è per impedire che la cosa prenda fuoco e bruci la casa di qualcuno. Non so quale sia il tuo dispositivo, ma se il disegno da 750 mA non lo riscalda in modo sostanziale, probabilmente non hai bisogno di un fusibile così stretto. La mia prima reazione istintiva è iniziare con un fusibile da 1A se ti aspetti 455 mA, ma non conosco i dettagli del tuo dispositivo.

Dovresti avere tre correnti in un fusibile Poly:

• Attesa corrente
• Viaggio corrente
• Corrente max

La maggior parte di quelli che ho visto hanno una spaziatura molto più ampia di quella che stai permettendo. Ad esempio, se il tuo circuito tira un massimo di 455 mA, il tuo viaggio attuale dovrebbe essere leggermente superiore a quello, ma la tua presa attuale dovrebbe gestirlo.

Guardando un PTC che ha una corrente di mantenimento di 400 mA, ha uno scatto di 800 mA e una corrente massima di 40A. Se progetti troppo vicino, inciamperai durante il normale utilizzo.

Se 455 mA è il massimo assoluto che il tuo circuito può gestire, ma normalmente funziona a 200 mA, allora probabilmente funzionerà un fusibile con uno scatto intorno a 500 mA. Se il normale funzionamento è più vicino a 455 mA, potrebbe essere necessario consentirgli di gestire più corrente prima di intervenire senza danni.

La maggior parte dei fusibili, in particolare i polifusi, non dovrebbero in genere fare affidamento per proteggere i circuiti da danni diversi dall'accensione del fuoco, ad eccezione di quelli che sono in grado di resistere a correnti enormemente superiori a quelle che normalmente gestiscono. Spesso quando si apre una miccia, qualsiasi cosa si supponesse stia commutando la corrente viene distrutta e la miccia sarà l'ultima cosa nel circuito che è ancora in grado di interrompere la corrente. Meglio che accendere un fuoco, ma ancora non eccezionale.

Se è necessario proteggere i circuiti dai danni, di solito è meglio utilizzare una combinazione di limitazione della corrente e fallback termico negli elementi di commutazione primari. Si noti che la limitazione della corrente da sola è spesso sufficiente solo nelle applicazioni a bassa tensione e che il solo fallback termico è sufficiente solo quando si sa che qualcosa limita la corrente (ho visto che si accendono i chip del driver del motore che hanno affermato di essere "protetti contro il sovraccarico termico" come razzi stradali abbastanza caldi da fondere l'energia e gli aerei di terra sottostanti, quando alimentati da un alimentatore da 20A e collegati a un corto morto). Inoltre, anche in presenza di meccanismi di limitazione della corrente e di fallback termico, si dovrebbe comunque utilizzare un fusibile se un guasto di cortocircuito spontaneo (ad es. Da ESD) potrebbe causare un incendio. Le micce spesso non vanno ben oltre la prevenzione degli incendi,