Comment sélectionner un fusible
Choisir un fusible pour votre circuit n’est pas aussi facile qu’il n’y paraît. Le bon peut protéger vos utilisateurs et vos circuits.
Il est facile de banaliser la nécessité d’un fusible et la façon d’en choisir un. Nous avons tous été ennuyés ou exaspérés par un fusible soufflé. Parfois, nous souhaitons qu’il n’y ait pas un tel composant nécessaire pour nos circuits. Avec l’avènement de la distribution électrique dans les années 1800, les fusibles sont devenus un dispositif essentiel pour prévenir les incendies. Les systèmes électriques en ont besoin pour la même raison. Les systèmes électroniques ont les mêmes problèmes d’incendie et ils ont également besoin de fusibles (fig. 1). Les fusibles empêcheront également les tensions mortelles de choquer les utilisateurs.
1. Les fusibles protègent les utilisateurs contre les chocs et les produits contre la capture. Bien que ce BPC ait échoué, il n’a pas mis le feu.
Certains wag anonyme est venu avec l’aphorisme, « Un transistor de vingt dollars sera toujours souffler pour protéger un fusible de dix cents. » Un fusible n’est pas destiné à protéger un transistor. Il serait encore moins adapté pour protéger une diode laser, puisque ceux-ci sont ruinés avec quelques nanosecondes de surcourant.
Les fusibles sont idéaux pour protéger les fils et les traces des circuits imprimés (BPC) contre la fonte et le feu. Cela peut se produire lorsque des shorts se développent à partir de fils abrasés ou de fils magnétiques se court-métrage de vibration et de constriction en raison de champs magnétiques ac. Un autre échec commun est des condensateurs électrolytiques et de tantale, qui peuvent échouer dans un court-circuit.
Plutôt que de compter sur un fusible pour protéger vos transistors, vous pouvez alimenter le circuit que vous développez avec une alimentation en laboratoire et fixer la limite actuelle à un ampère ou deux. Vous voulez régler le courant moins que ce qui ferait fondre un fil de liaison à l’intérieur du transistor ou IC. Ensuite, votre circuit de mauvaise conduite va juste devenir chaud, au lieu de sauter. Après avoir fait fonctionner les choses, vous pouvez ensuite concevoir dans un fusible.
Le besoin d’un fusible
Tout ce qui est alimenté par une source à faible impédance a besoin d’un fusible. Il peut s’agir d’un produit qui se branche dans le mur, ou est alimenté par une batterie, ou celui qui fonctionne à partir de l’alternateur dans votre voiture. La source de faible impédance fournira beaucoup de courant qui fera fondre le cuivre et lancera un incendie (fig. 2). Underwriters Laboratories a été lancé pour aider les compagnies d’assurance à réduire leur risque d’assurance incendie. Un fusible peut protéger les gens d’une tension court-métrage à l’étui, ainsi que d’empêcher un produit de prendre feu.
2. Ce BPC a été mal fusionné. Un fusible aurait dû exploser bien avant que cette quantité d’énergie ne soit consommée, ce qui aurait mis le feu à un grave incendie.
Choisissez le paquet Fuse
Comme la plupart des choses, votre application déterminera le type de fusible que vous utiliserez. Vous pourriez avoir besoin d’un fusible à haute tension. Si votre produit est principalement vendu aux États-Unis, un fusible conventionnel 1/4-in. pourrait être approprié. En Europe, le fusible en verre × 5 mètres et 20 mm est commun. Pour le travail automobile, les fusibles de lame sont utilisés partout dans le monde. Un distributeur d’électricité peut vous orienter vers le bon type de fusible industriel. Si vous protégez des traces sur un BPC, les fusibles de surface sont idéaux (fig. 3).
3. Vous pouvez souder quelques fusibles de surface-montage directement sur votre PCB. Celui-ci a de petits clips qui découplent la chaleur de soudure du fusible et prévoit un remplacement facile des fusibles.
Souvent, il vous suffit de regarder des produits similaires aux vôtres et de voir quel type de fusible ils ont utilisé. Comme disait mon mentor : « Ce n’est pas copier; c’est faire usage de l’art antérieur.
Évaluer la vitesse de fusible
Une fois que vous avez établi le paquet du fusible, peut-être en conjonction avec cet effort, vous devriez décider de la vitesse du fusible. Un fusible à coup rapide s’ouvrira rapidement, avant que les fils, les traces ou les appareils ne deviennent trop chauds. Pourtant, un coup rapide peut être sujet à une défaillance de nuisance, en raison d’une surcharge momentané.
4. La courbe de temps-courant décrit la vitesse à laquelle un fusible soufflera à n’importe quel courant donné. Il a une échelle log-log. Notez qu’un fusible 1-A soufflera après 10 000 secondes avec exactement 1 A appliqué. (Gracieuseté de Bel Fuse)
Les ampoules à incandescence, les charges capacitives et les alimentations linéaires et commutées ont une grande brosse de courant lorsque vous les allumez. Ce qui peut être délicat au sujet des charges alimentées par la puissance de mur d’ac est que quand vous les allumez, l’inrush pourrait être moins grave si vous les avez changés quand la tension d’entrée se trouve juste être à zéro volts. Vous devez tenir compte de la condition lorsque vous connectez la puissance à droite à la tension maximale. Cela créera une impulsion de courant plus grande et plus courte qui peut ouvrir un fusible à coup rapide.
Taille du fusible
Une fois, j’ai conçu une gomme ultraviolette pour les gaufrettes UVPROM dans une machine semi-conducteur. Je savais que si le fusible trébuchait, cela signifiait que quelque chose était gravement cassé; il n’y aurait pas de voyages aléatoires, ou alors j’ai pensé. Mon erreur a été de tailler le fusible trop près de la charge prévue du transformateur linéaire à haute tension.
Il a bien fonctionné dans mon laboratoire, mais quand les gens de marketing l’a pris à Electronica à Munich, en Allemagne, la machine a été alimenté par 50-cycle ac. Cette fréquence inférieure signifiait que le transformateur avait plus de perte et tirait plus de courant. J’avais laissé si peu de marge, le fusible a explosé, juste avant le spectacle. Heureusement, j’avais utilisé des fusibles européens de 5 × 20 mm, alors j’ai dit au personnel du spectacle d’aller acheter des fusibles à courant plus élevé localement, et de prendre la plaque de couverture et pop dans les fusibles.
Malheureusement, malgré l’explication de mon erreur, la direction a insisté sur le fait qu’au lieu de clips à fusibles montés sur PCB, j’ai mis des porte-fusibles amovibles à l’extérieur de la boîte, ce qui a fait un nid de rats de câblage et un assemblage compliqué. C’est ce qui arrive lorsque le département marketing saisit votre prototype sur le banc et l’emmène à un spectacle. Trente ans plus tard, je n’aime toujours pas avoir à enlever les clips fusibles pcb-mount.
Alors que je travaillais dans une entreprise d’essais de semi-conducteurs, j’ai été appelé pour aider avec les normes pour les installations nécessaires pour alimenter le testeur. L’ancien ingénieur avait surdimensionné les fusibles en fonction de l’attrait potentiel maximal actuel de centaines d’alimentations électriques dans l’unité. J’ai dû faire glisser le Code national de l’électricité et les règlements concernant les circuits de branche pour prouver que les disjoncteurs (ou un fusible) sont dimensionnés au fil alimentant la machine, et non à la charge maximale jamais prévue qui ne se produirait jamais dans la vraie vie. Il a économisé environ 10 000 $ en coûts d’installation et a rendu les clients très heureux.
De même, l’inspecteur à la maison pour la maison que j’ai récemment acheté a dit que les disjoncteurs de panneau principal étaient trop grands pour le climatiseur de 4 tonnes. C’est le même problème , si les fils sont assez épais pour 70 Disjoncteurs A, alors il est très bien d’utiliser un disjoncteur plus grand que ce que l’unité de climatisation a besoin. Les fusibles à la connexion à l’unité ac sont dimensionnés pour protéger cette charge. Vous pouvez brancher une charge 2-A dans votre prise murale sans changer le disjoncteur 20-A dans le panneau pour la charge inférieure. Le disjoncteur (ou fusible) protège le câblage de la maison contre la capture du feu. Le produit 2-A doit avoir sa propre protection de circuit pour le feu et les shorts.
Tout cela pour dire que vous devez dimensionnez le fusible en fonction de l’arrêt des choses qui s’en tirent, pas une valeur de 10% au-dessus du courant d’exploitation. Mesurez le courant de fonctionnement à toutes les conditions, et à toutes les températures, et contrairement à moi, à la fréquence d’entrée de 50 cycle, si nécessaire. Sachez que n’importe quel système d’alimentation avec un bus dc aura un grand courant d’inrush lors de la première allumée. Le fusible doit résister à cela, même si un enfant retourne l’interrupteur une douzaine de fois en quelques secondes.
Il est concevable que votre cote actuelle de fusible fin finne par le double, voire 10 fois le courant d’exploitation. C’est votre travail d’éliminer le fonctionnement des fusibles nuisibles, tout en vous assurant que toute défaillance ou court fera sauter le fusible avant de commencer un incendie. Comme indiqué ci-dessus, vous pouvez essayer un fusible à coup lent pour passer un problème de courant d’inrush, tout en protégeant votre circuit contre le feu.
Conclusion
Pour s’assurer que votre circuit ne fond pas ou ne prend pas feu, il ne fait jamais mal de mettre un fusible dans l’entrée. Pour les grands condensateurs électrolytiques, certains produits de consommation peu coûteux ont des traces de BPC sous-surdimensionnées de sorte que lorsque le condensateur court, la trace pcb fond, servant de fusible. Ce n’est pas la meilleure solution, cependant, puisque le cuivre a un coefficient de température élevé, et le processus de fabrication de BPC ne contrôle pas les besoins de votre fusible de cuivre de fortune.
Vous êtes mieux de mettre dans de petits fusibles de surface-montage qui ont un fonctionnement beaucoup plus prévisible. De cette façon, lorsque le technicien remplace les condensateurs électrolytiques court-métrages, il ou elle peut souder dans un nouveau fusible. Avec l’expédition de nuit, les condensateurs et les fusibles pourraient être commandés à l’heure du dîner et arriver à 10h00 le lendemain. Mieux encore, il n’y aura pas de traces de BPC fondues. S’ils sont réparés avec du fil de bus, alors le courant de fusion sera beaucoup trop élevé, et le produit pourrait prendre feu la prochaine fois que les condensateurs électrolytiques court-métrage. Dissmann Fuse fabricant 20 ans depuis 2000, Fuse agent / distributeur / concessionnaire / commerçant / importateur / OEM voulait.