Kako odabrati osigurač
Odabir osigurača za vaš krug nije tako jednostavan kao što zvuči. Pravi može zaštititi vaše korisnike i vaše krugove.
Lako je banalizirati potrebu za osiguračem i kako ga odabrati. Sve nas je iznervirao ili ogorčio pregorjeli osigurač. Ponekad poželimo da za naše sklopove nije potrebna takva komponenta. Pojavom električne distribucije u 1800-ima, osigurači su postali osnovni uređaj za sprečavanje požara. Električni sustavi ih trebaju iz istog razloga. Elektronički sustavi imaju iste probleme zbog požara, a trebaju im i osigurači (slika 1). Osigurači će također spriječiti smrtonosne napone da šokiraju korisnike.
1. Osigurači štite korisnike od udara, a proizvodi od požara. Iako je ovaj PCB zakazao, nije pokrenuo vatru.
Neki anonimni wag smislio je aforizam: "Tranzistor od dvadeset dolara uvijek će puhati kako bi zaštitio deset centimetara." Osigurač nije namijenjen zaštiti tranzistora. Bilo bi još manje prikladno za zaštitu laserske diode, jer se one unište s nekoliko nanosekundi prekomjerne struje.
Osigurači su idealni za zaštitu žica i tragova tiskanih ploča (PCB) od topljenja i požara. To se može dogoditi kada se kratke hlače razviju iz izbranih žica ili se magnetska žica kratko spoji od vibracija i stezanja zbog izmjeničnih magnetskih polja. Sljedeći je uobičajeni kvar elektrolitskih i tantalnih kondenzatora, koji mogu otkazati u kratkom spoju.
Umjesto da računate na osigurač koji će zaštititi vaše tranzistore, krug koji razvijate možete napajati laboratorijskim napajanjem i postaviti ograničenje struje na otprilike amper. Želite postaviti trenutnu struju manju od one koja bi otopila veznu žicu unutar tranzistora ili IC-a. Tada će se vaš krug lošeg ponašanja jednostavno zagrijati, umjesto da puhne. Nakon što pokrenete stvari, možete dizajnirati u osiguraču.
Potreba za osiguračem
Sve što napaja izvor niske impedancije treba osigurač. To bi mogao biti proizvod koji se začepi u zid, ili ga napaja baterija, ili onaj koji ide od alternatora u vašem automobilu. Izvor niske impedancije pružit će dosta struje koja će otopiti bakar i podmetnuti požar (slika 2). Pokrenut je Underwriters Laboratories kako bi osiguravajućim društvima smanjio rizik od osiguranja od požara. Osigurač može zaštititi ljude od kratkog napona na kućištu, kao i zaštititi proizvod od požara.
2. Ovaj PCB je nepropisno stopljen. Osigurač je trebao pregorjeti puno prije nego što je potrošeno toliko energije, što je pokrenulo ozbiljan požar.
Odaberite paket osigurača
Kao i većina stvari, i vaša će aplikacija odrediti vrstu osigurača koji ćete koristiti. Možda će vam trebati visokonaponski osigurač. Ako se vaš proizvod prvenstveno prodaje u SAD-u, onda uobičajeni 1/4 inča. osigurač može biti prikladan. U Europi je stakleni osigurač od 5 × 20 mm. Za automobilske poslove, osigurači s oštricom koriste se u cijelom svijetu. Električni distributer može vas usmjeriti na pravu vrstu industrijskih osigurača. Ako štitite tragove na PCB-u, idealni su osigurači za površinsku montažu (slika 3).
3. Neke osigurače za površinsko montiranje možete lemiti direktno na PCB. Ovaj ima male kopče koje odvajaju toplinu lemljenja od osigurača i omogućuju jednostavnu zamjenu osigurača.
Često jednostavno morate pogledati proizvode slične vašim i vidjeti kakav su osigurač koristili. Kao što je moj mentor znao reći: „To nije kopiranje; koristi se dosadašnjim znanjem. "
Procijenite brzinu osigurača
Nakon što uspostavite paket osigurača, možda zajedno s tim naporom trebali biste odlučiti o brzini osigurača. Osigurač s brzim puhanjem brzo će se otvoriti prije nego što se žice ili tragovi ili uređaji previše zagriju. Ipak, brzi udarac može biti podložan neuspjehu zbog trenutnog preopterećenja.
4. Krivulja vremensko-strujne struje opisuje koliko će brzo osigurač pregorjeti u bilo kojoj određenoj struji. Ima log-log ljestvicu. Imajte na umu da će osigurač 1-A pregorjeti nakon 10 000 sekundi s točno primijenjenim 1 A. (Uz dopuštenje Bel Fuse)
Žarulje sa žarnom niti, kapacitivna opterećenja i linearno i preklopno napajanje imaju veliki poticaj struje kad ih uključite. Ono što može biti nezgodno kod opterećenja napajanih naizmjeničnom strujom, jest da kada ih uključite, nalet može biti manje ozbiljan ako ste ih prebacili kad je ulazni napon na nuli. Morate uzeti u obzir stanje kada napajanje priključite točno na maksimalni napon. To će stvoriti veći, kraći impuls struje koji može otvoriti brzi osigurač.
Povećajte osigurač
Jednom sam dizajnirao ultraljubičastu gumicu za UVPROM oblatne u poluvodičkom stroju. Znao sam da ako se osigurač isključio, to znači da je nešto ozbiljno pokvareno; ne bi bilo slučajnih putovanja, ili sam barem tako mislio. Moja je pogreška bila što sam osigurač previsoko približio očekivanom opterećenju visokonaponskog linearnog transformatora.
U mom laboratoriju je dobro funkcionirao, ali kad su ga ljudi iz marketinga odnijeli u Electronicu u Münchenu, Njemačka, stroj je napajao izmjenični napon od 50 ciklusa. Ta niža frekvencija značila je da je transformator imao više gubitaka i povukao više struje. Ostavio sam tako malo margine, osigurač je pregorio, neposredno prije predstave. Srećom, koristio sam europske osigurače od 5 × 20 mm, pa sam rekao predstavnicima emisije da lokalno kupe osigurače jače struje i skinu pokrovnu pločicu i ubace osigurače.
Nažalost, unatoč objašnjenju moje pogreške, uprava je inzistirala da sam umjesto kopča osigurača montiranih na PCB, stavio uklonjive nosače osigurača na vanjsku stranu kutije, što je napravilo gnijezdo štakora i složeni sklop. To se događa kada odjel za marketing zgrabi vaš prototip s klupe i odvede ga na predstavu. Trideset godina kasnije još uvijek zamjeram što sam morao ukloniti kopče osigurača s ugrađenim PCB-om.
Dok sam radio u tvrtki za ispitivanje poluvodiča, pozvan sam da pomognem sa standardima za uređaje potrebne za napajanje testera. Prethodni je inženjer imao prevelike osigurače na temelju maksimalne potencijalne struje stotina napajanja u jedinici. Morao sam izvući Nacionalni električni zakonik i propise koji uključuju krugove grana kako bih dokazao da su prekidači (ili osigurači) veličine žice koja napaja stroj - a ne nikad očekivano maksimalno opterećenje koje se nikada ne bi dogodilo u stvarnom životu. Uštedjeli su oko 10.000 USD na troškovima instalacije i prilično obradovali kupce.
Slično tome, kućni inspektor kuće koju sam nedavno kupio rekao je da su prekidači glavne ploče preveliki za 4-tonski klima uređaj. To je isto pitanje - ako su žice dovoljno debele za prekidače od 70 A, onda je u redu koristiti prekidač veći od onoga što klima-uređaj treba. Osigurači na spoju s izmjeničnom jedinicom su veličine da zaštite to opterećenje. U zidnu utičnicu možete uključiti 2-A opterećenje bez mijenjanja 20-A prekidača na ploči za manje opterećenje. Prekidač (ili osigurač) štiti ožičenje kuće od zapaljivanja. Proizvod 2-A trebao bi imati vlastitu zaštitu kruga za požar i kratke hlače.
Sve ovo znači da biste trebali dimenzionirati osigurač na temelju zaustavljanja stvari da se zapale, a ne vrijednosti od 10% iznad radne struje. Ako je potrebno, izmjerite radnu struju u svim uvjetima i na svim temperaturama, za razliku od mene, na ulaznoj frekvenciji od 50 ciklusa. Shvatite da će svaki sustav napajanja s istosmjernom sabirnicom imati veliku udarnu struju kad se prvi put uključi. Osigurač to mora izdržati, čak i ako neko dijete prebaci prekidač desetak puta u nekoliko sekundi.
Možno je zamisliti da će vaša struja osigurača završiti dvostruko ili čak 10 puta više od radne struje. Vaš je posao eliminirati smetnje u radu osigurača, istovremeno osiguravajući da će svaki kvar ili prekid pregorjeti osigurač prije nego što pokrenete požar. Kao što je gore spomenuto, možda biste pokušali osiguračem sporog puhanja da biste riješili neki trenutni problem uz istovremeno puštanje, a pritom zaštitili svoj krug od požara.
Zaključak
Kako bi se osiguralo da se vaš krug ne otopi ili ne zapali, nikad ne boli staviti osigurač u ulaz. Za velike elektrolitske kondenzatore neki jeftini potrošački proizvodi imaju premale tragove PCB-a tako da se trag PCB-a, kad se kondenzator kratko spoji, topi i služi kao osigurač. To ipak nije najbolje rješenje, budući da bakar ima visoki temperaturni koeficijent, a postupak proizvodnje PCB-a ne kontrolira potrebe vašeg improviziranog bakrenog osigurača.
Bolje je staviti male osigurače za površinsko montiranje koji imaju puno predvidljiviji rad. Na taj način, kada tehničar zamijeni kratki elektrolitski kondenzatori, on može lemiti u novom osiguraču. S isporukom preko noći, kondenzatori i osigurači mogli bi se naručiti u vrijeme večere i stići sljedeći dan u 10:00. Još bolje, neće biti otopljenih tragova PCB-a. Ako se poprave sabirničkom žicom, tada će struja topljenja biti previsoka i proizvod bi se mogao zapaliti sljedeći put kad elektrolitski kondenzatori nestanu. Dissmann proizvođač osigurača 20 godina od 2000. godine, traži se osigurač / distributer / trgovac / trgovac / uvoznik / OEM.