Како одабрати осигурач
Одабир осигурача за струјни круг није тако једноставан као што звучи. Прави може заштитити ваше кориснике и ваше склопове.
Лако је банализирати потребу за осигурачем и како га одабрати. Све нас је изнервирао или огорчио прегорели осигурач. Понекад пожелимо да таква компонента није потребна за наше склопове. Појавом електричне дистрибуције 1800-их, осигурачи су постали основни уређај за спречавање пожара. Електрични системи их требају из истог разлога. Електронски системи имају исте проблеме са пожаром, а требају им и осигурачи (слика 1). Осигурачи ће такође спречити смртоносне напоне да шокирају кориснике.
1. Осигурачи штите кориснике од удара, а производи од пожара. Иако је ова ПЦБ заказала, није покренула ватру.
Неки анонимни ваг смислио је афоризам: „Транзистор од двадесет долара увек ће пухати да заштити десетстоцентни осигурач.“ Осигурач није намењен заштити транзистора. Било би још мање погодно за заштиту ласерске диоде, јер се оне униште са неколико наносекунди прекомерне струје.
Осигурачи су идеални за заштиту жица и трагова штампаних плоча (ПЦБ) од топљења и пожара. То се може догодити када се кратке хлаче развију из изгребаних жица или се магнетна жица кратко споји због вибрација и стезања услед наизменичних магнетних поља. Још један уобичајени квар је код електролитских и танталних кондензатора, који могу отказати у кратком споју.
Уместо да рачунате на осигурач који ће заштитити ваше транзисторе, круг који развијате можете напајати лабораторијским напајањем и поставити ограничење струје на ампер или тако некако. Желите да подесите струју мању од оне која би истопила везну жицу унутар транзистора или ИЦ. Тада ће се ваш круг лошег понашања само загрејати, уместо да дува. Након што покренете ствари, можете дизајнирати у осигурачу.
Потреба за осигурачем
Све што напаја извор ниске импедансе треба осигурач. Ово би могао бити производ који се прикључи на зид, или га напаја батерија, или онај који иде од алтернатора у вашем аутомобилу. Извор мале импедансе обезбедиће доста струје која ће топити бакар и подметнути пожар (слика 2). Покренута је Ундервритерс Лабораториес како би осигуравајућим компанијама смањила ризик од осигурања од пожара. Осигурач може заштитити људе од кратког напона на кућишту, као и заштитити производ од пожара.
2. Ова ПЦБ је непрописно спојена. Осигурач је требало да прегори много пре него што је потрошено оволико енергије, што је покренуло озбиљан пожар.
Изаберите пакет осигурача
Као и већина ствари, и ваша апликација ће одредити врсту осигурача који ћете користити. Можда ће вам требати високонапонски осигурач. Ако се ваш производ првенствено продаје у САД-у, онда уобичајени 1/4 инча. осигурач може бити прикладан. У Европи је стаклени осигурач од 5 × 20 мм често. За аутомобилске радове, осигурачи са оштрицама користе се широм света. Електрични дистрибутер вас може усмерити на прави тип индустријских осигурача. Ако штитите трагове на ПЦБ-у, идеални су осигурачи за површинску монтажу (слика 3).
3. Неке осигураче за површинско монтирање можете лемити директно на ПЦБ. Овај има мале копче које одвајају топлоту лемљења од осигурача и омогућавају једноставну замену осигурача.
Често једноставно требате погледати производе сличне вашим и видети какав су осигурач користили. Као што је мој ментор говорио, „То није копирање; користи се претходном техником “.
Процените брзину осигурача
Једном када успоставите пакет осигурача, можда заједно са тим напором треба да одлучите о брзини осигурача. Осигурач брзог пухања отвориће се брзо, пре него што се жице или трагови или уређаји прегреју. Ипак, брзи ударац може бити подложан неуспеху због тренутног преоптерећења.
4. Крива временско-струјне струје описује колико ће брзо осигурач прегорети у било којој датој струји. Има лог-лог скалу. Имајте на уму да ће осигурач 1-А прегорети након 10 000 секунди са тачно примењеним 1 А. (Љубазношћу Бел Фусе)
Сијалице са жарном нити, капацитивна оптерећења и линеарна и преклопна напајања имају велики налет струје када их укључите. Оно што може бити незгодно у вези са оптерећењима напајаним наизменичном струјом, јесте да када их укључите, налет може бити мање озбиљан ако сте их укључили када је улазни напон само нула волти. Морате узети у обзир стање када прикључите напајање тачно на максимални напон. То ће створити већи, краћи импулс струје који може отворити осигурач са брзим прегоревањем.
Величина осигурача
Једном сам дизајнирао ултраљубичасту гумицу за УВПРОМ плочице у полупроводничкој машини. Знао сам да ако се осигурач искључио, то значи да је нешто озбиљно покварено; не би било случајних путовања, или сам бар тако мислио. Моја грешка је била што сам осигурач превисоко приближио очекиваном оптерећењу високонапонског линеарног трансформатора.
У мојој лабораторији је добро функционисало, али када су га људи из маркетинга однели у Елецтроницу у Минхену, Немачка, машину је напајало напајање од 50 циклуса. Та нижа фреквенција значила је да је трансформатор имао више губитака и да је вукао више струје. Оставио сам тако мало маргине, осигурач је прегорео, непосредно пре представе. Срећом, користио сам европске осигураче од 5 × 20 мм, па сам рекао особљу емисије да локално купе осигураче јаче струје и скину поклопну плочицу и убаце осигураче.
На несрећу, упркос објашњењу моје грешке, управа је инсистирала да уместо копча са осигурачима монтираним на ПЦБ, на спољну страну кутије уградим уклоњиве носаче осигурача, што је направило гнездо за пацове и сложени склоп. То се дешава када одељење за маркетинг зграби ваш прототип са клупе и однесе га на представу. Тридесет година касније, и даље ми је жао што морам да уклоним копче са осигурачима за монтирање на ПЦБ.
Док сам радио у компанији за испитивање полупроводника, позван сам да помогнем са стандардима за уређаје потребне за напајање тестера. Претходни инжењер је имао превелике осигураче на основу максималне потенцијалне потрошње струје од стотина напајања у јединици. Морао сам да извучем Национални електрични законик и прописе који укључују струјне кругове како бих доказао да су прекидачи (или осигурачи) величине жице која напаја машину - а не никад очекивано максимално оптерећење које се никада не би догодило у стварном животу. Уштедели су око 10.000 америчких долара трошкова инсталације и прилично обрадовали купце.
Слично томе, кућни инспектор за кућу коју сам недавно купио рекао је да су прекидачи главне плоче превелики за 4-тонски клима уређај. То је исто питање - ако су жице довољно дебеле за прекидаче од 70 А, онда је у реду користити прекидач већи од онога што је потребно клима уређају. Осигурачи на прикључку на јединицу наизменичне струје су величине да заштите то оптерећење. У зидну утичницу можете прикључити терет од 2 А без потребе да мењате прекидач од 20 А у панелу за мање оптерећење. Прекидач (или осигурач) штити кућно ожичење од пожара. Производ 2-А треба да има сопствену заштиту за пожар и кратке хлаче.
Све ово значи да бисте требали димензионисати осигурач на основу заустављања ствари да се запале, а не вредности од 10% изнад радне струје. Измерите радну струју у свим условима и на свим температурама, и за разлику од мене, на улазној фреквенцији од 50 циклуса, ако је потребно. Схватите да ће сваки систем напајања са једносмерном магистралом имати велику ударну струју када се први пут укључи. Осигурач то мора издржати, чак и ако неко дете пребаци прекидач десетак пута у неколико секунди.
Можно је замислити да ће ваша струја осигурача на крају бити двострука или чак 10 пута већа од радне струје. Ваш посао је да елиминишете сметње у раду осигурача, истовремено осигуравајући да ће сваки квар или прекид прегорети осигурач пре него што покренете пожар. Као што је горе речено, можда бисте покушали да осигурачем полаког удара прођете кроз неки тренутни проблем уз истовремено пуштање, а да истовремено заштитите свој круг од пожара.
Закључак
Да се осигура да се ваше коло не отопи или не запали, никад не боли ако у улаз ставите осигурач. За велике електролитске кондензаторе, неки јефтини потрошачки производи имају премале трагове ПЦБ-а, тако да када се кондензатор кратко споји, траг ПЦБ-а се топи и служи као осигурач. Ово ипак није најбоље решење, јер бакар има висок температурни коефицијент, а поступак производње ПЦБ-а не контролише потребе вашег импровизованог бакарног осигурача.
Боље је да ставите мале осигураче за површинску монтажу који имају много предвидљивији рад. На тај начин, када техничар замени кратко спојене електролитске кондензаторе, он или она може залемити нови осигурач. Преко ноћи испоруке, кондензатори и осигурачи могу се наручити за време вечере и стићи у 10:00 следећег дана. Још боље, неће бити отопљених трагова ПЦБ-а. Ако се поправе сабирничком жицом, тада ће струја топљења бити превисока и производ би се могао запалити следећи пут кад нестане електролитских кондензатора. Диссманн произвођач осигурача 20 година од 2000, тражи осигурач / дистрибутер / трговац / трговац / увозник / ОЕМ.