Самовосстанавливающиеся предохранители — сайт радиолюбителей

Самовосстанавливающиеся предохранители на напряжение до 250в

В комментариях к моей прошлой статье меня неоднократно корили за то, что не упомянул способ защиты с использованием самовосстанавливающегося предохранителя. Чтобы исправить эту несправедливость поначалу хотел просто добавить в статью дополнительную схему защиты и короткое к ней пояснение. Однако решил, что тема самовосстанавливающихся предохранителей заслуживает отдельной публикации. Дело в том, что устоявшееся их название не слишком отражает суть вещей, а копаться в даташитах и разбираться в принципе работы при применении таких “элементарных” компонентов, как предохранитель, часто начинают уже после того, как начала глючить первая партия плат. Хорошо если не серийная. Итак, под катом вас ждёт попытка разобраться, что же это за зверь такой PolySwitch , оригинальное название, кстати, лучше отражает суть прибора, и понять с чем его едят, как и в каких случаях имеет смысл его использовать.

Физика тёплого тела.

PolySwitch , это PPTC (Polymeric Positive Temperature Coefficient) прибор, который имеет положительный температурный коэффициент сопротивления. По правде, гораздо больше общих черт он имеет с позистором, или биметаллическим термопредохранителем, чем с плавким, с которым его обычно ассоциируют не в последнюю очередь благодаря усилиям маркетологов.
Вся хитрость заключается в материале из которого наш предохранитель изготовлен — он представляет собой матрицу из не проводящего ток полимера, смешанного с техническим углеродом. В холодном состоянии полимер кристаллизован, а пространство между кристаллами заполнено частицами углерода, образующими множество проводящих цепочек.

Если через предохранитель начинает протекать слишком большой ток, он начинает нагреваться, и в какой-то момент времени полимер переходит в аморфное состояние, увеличиваясь в размерах. Из-за этого увеличения углеродные цепочки начинают разрываться, что вызывает рост сопротивления, и предохранитель нагревается еще быстрее. В конце-концов сопротивление предохранителя увеличивается настолько, что он начинает заметно ограничивать протекающий ток, защищая таким образом внешнюю цепь. После остывания прибора происходит процесс кристаллизации и предохранитель снова становится превосходным проводником.
Как выглядит температурная зависимость сопротивления видно из следующего рисунка

На кривой отмечено несколько характерных для работы прибора точек. Наш предохранитель является отличным проводником пока температура находится в рабочем диапазоне Point1 U max — максимальное напряжение, которое может выдержать изделие без разрушения или повреждения при протекании тока через него не более Imax.

  • I max — максимальный ток, протекающий через изделие, при котором не происходит его разрушения или повреждения при приложенном к нему напряжении не более Umax.
  • I hold — максимальный ток, протекающий через изделие, при котором не происходит его отключения при температуре окружающей среды +20°С (ток удержания).
  • I trip — минимальный ток, протекающий через изделие, при котором происходит его отключение при температуре окружающей среды +20°С (ток срабатывания).
  • T trip — Время срабатывания изделия, характеризует время перехода изделия в непроводящее состояние и имеет сильную зависимость от величины протекающего по нему тока и температуры окружающей среды. Чем больше ток и температура, тем быстрее происходит переход. Диапазон времени срабатывания начинается от единиц миллисекунд.
  • Pd — Мощность, рассеиваемая изделием в отключённом (закрытом и нагретом) состоянии при температуре окружающей среды +20°С.
  • Рабочий диапазон температур, °C — как правило, составляет -40°С…+85°C. В этом диапазоне изделие не достигает температуры перехода.
  • Читайте также:  Toyota Crown Majesta 2020 2021 фото Athlete, где купить бу 1991 S140 2015, цена

    При выборе предохранителя, который вы будете использовать в своих решениях, обратите внимание на максимально допустимый рабочий ток. Иногда за время перехода в закрытое состояние прибор «успевает» полностью разрушиться. Если высока вероятность превышения максимального тока, то стоит применить обычный плавкий предохранитель, либо ограничить предельный ток (ток короткого замыкания) с помощью дополнительного резистора.

    Ещё один очень важный параметр — максимальное рабочее напряжение. Когда прибор находится в нормальном режиме, напряжение на его контактах очень мало. Но при переходе в состояние срабатывания оно может резко возрасти. В настоящее время имеются серии самовосстанавливающихся предохранителей, рассчитанные на высокое напряжение, но они при этом имеющие небольшие рабочие токи.

    Применение самовосстанавливающихся предохранителей в сочетании с более быстродействующими устройствами защиты позволяет полностью реализовать требования защиты. С успехом такое сочетание применяют для защиты периферийных устройств компьютеров, в телекоммуникации, для защиты АТС, кроссов, сетевого оборудования от всплесков тока, вызванных попаданием линейного напряжения и молнии. Кроме того, самовосстанавливающиеся предохранители активно используются в компьютерах и игровых приставках для защиты портов (например, USB, HDMI), а также аккумуляторных батарей в портативной технике.

    Ниже приведены примеры построения схем с применением самовосстанавливающегося предохранителя.

    Везде, где есть источник питания и нагрузка, возможно применять самовосстанавливающиеся предохранители. Тот факт, что эти предохранители возвращаются в исходное состояние автоматически, выделяет их отдельно, как класс устройств защиты цепи. Грамотные разработчики знают об особенностях их применения и эксплуатации и учитывают их.

    Поскольку самовосстанавливающиеся предохранители не нуждаются в обслуживании, их можно использовать в качестве устройств защиты встроенных схем. Практически во всех устройствах, от бытового применения, в малом и среднем бизнесе, до применения на крупных предприятиях, везде, где требуется минимальное вмешательство человека, «находят себя» эти изделия.

    К преимуществам относятся:

    • Низкая стоимость.
    • Экономия пространства (в том числе на печатной плате).
    • Отсутствие необходимости в обслуживании.

    К недостаткам можно отнести:

    Необходимость обеспечить соблюдение всех режимов работы, в том числе в состоянии срабатывания (состоянии защиты).

    Самовосстанавливающийся предохранитель — инерционный прибор, он не подходит для защиты схем чувствительных к коротким броскам тока. В таких случаях его необходимо применять совместно с другими элементами защиты — супрессорами, варисторами, разрядниками, стабилитронами, но необходимость ограничения максимального тока в цепи остаётся.

    Ток срабатывания самовосстанавливающегося предохранителя зависит от температуры окружающей среды. Чем она выше, тем он меньше. При необходимости эксплуатации в расширенном диапазоне температур окружающей среды следует учитывать вероятность ложных срабатываний предохранителя.

    Самовосстанавливающиеся предохранители представлены в ассортименте группы компаний «Промэлектроника» продукцией таких ведущих фирм, как Littelfuse и Bourns.

    Обозначение серий самовосстанавливающихся предохранителей

    LSMF — серия для поверхностного монтажа

    185 — ток удержания, mA (от 185 до 400)

    33 — максимальное напряжение, V (6, 12, 14 или 33)

    X — дизайн Multifuse® freeXpansion ™

    2 — упаковка Tape&Reel

    MF — самовосстанавливающийся предохранитель

    110 — ток удержания, 11 A (от 0,05 A до 11,0 A)

    0 — упаковка в ленту и катушку (при отсутствии — упаковано в соответствии со стандартом EIA 481-1)

    99 — cоответствие RoHS (требования по содержанию свинца).

    250 R 120 — R Z R

    250 — максимальное напряжение, V

    R — серия для монтажа в отверстия (ТНТ)

    Читайте также:  Блоки предохранителей и реле на Шевроле Нива, монтажная схема

    120 — ток удержания, mA

    Z — количество в единице упаковки (F=200 шт., M=1000 шт., U=500 шт., Z=1200 шт.)

    R — упаковка в ленту и катушку (при отсутствии — упаковано в соответствии со стандартом EIA 481-1)

    1210 L 380 /12 TH Y R -A

    L — серия для поверхностного монтажа

    380 — ток удержания, mA

    12 — максимальное напряжение, V

    TH — низкий профиль

    Y — количество в единице упаковки (K=10000 шт., Y=4000 шт., W=3000 шт., P=2000 шт.)

    R — упаковка в ленту и катушку

    A — автомобильного применения (при отсутствии — стандартного применения)

    Внешний вид

    Самовосстанавливающийся предохранитель иными словами можно назвать предохранителем многоразового использования . Предохранитель являет собой полимерный резистор, имеющий положительный температурный коэффициент сопротивления. Используется для защиты от перегрузки цепей по току или одновременной защиты по напряжению и току в пределах от 3А до 100А и от 6В до 250В .

    Самовосстанавливающиеся предохранители отличаются от традиционных конструкций отсутствием плавкой вставки и возможностью самовосстановления проводящих способностей после срабатывания и завершения воздействия побудителя.

    Способность автоматического восстановления предохранителей сокращает время и расходы на обслуживание, ремонт электроустановки.

    Возрастание проходящего тока или температуры окружающей среды, превышающих номинальные значения, приводят к увеличению сопротивления предохранителя в пределах от 0,0026Ом до 60Ом , плавлению кристаллических токопроводящих частиц и размыканию цепи впоследствии. Скорость срабатывания зависит от конкретной серии и длится в пределах от 0,15 с до 40,00 с .

    После сброса цепи температура предохранителя понижается, восстанавливая первоначальные характеристики. Происходит самовосстановление. Следует отметить, что число срабатываний ограниченно . После каждого срабатывания характеристики ухудшаются.

    Выбор соответствующего предохранителя необходимо осуществлять, обращая внимание на следующие характеристики: тип предохранителя (с радиальными, аксиальными выводами или для поверхностного монтажа в SMD исполнении), максимальный не приводящий к срабатыванию ток (рекомендуется выбирать со значением, превышающим ток цепи), максимальное рабочее напряжение и температура рабочей среды, влияющая на ток срабатывания.

    Применяются представленные предохранители в компьютерном, телекоммуникационном и кроссовом оборудовании, медицинской измерительной аппаратуре, аккумуляторных батареях, автомобильном и другом электрооборудовании.

    Детальные характеристики и основные параметры самовосстанавливающихся предохранителей значатся в таблицах. Расшифровка маркировки, зависимость тока, не приводящего к срабатыванию, от температуры окружающей среды, размеры, рекомендации монтажа и пайки приведены ниже.

    Гарантия работы поставляемых нашим предприятием самовосстанавливающихся предохранителей составляет 2 года. Это подкрепляется надлежащими документами по качеству.

    Окончательная цена на самовосстанавливающийся предохранитель зависит от количества, сроков поставки, производителя, страны происхождения и формы оплаты.

    Предохранители для поверхностного монтажа

    Предохранители для поверхностного монтажа удобны для применения на печатных платах из-за малых размеров и невысокой цены. При выборе предохранителя стоит обратить внимание на максимальное рабочее напряжение, номинал и быстродействие (сверхбыстродействующий предохранитель, быстродействующий предохранитель, медленный предохранитель).

    Популярные модели предохранителей для поверхностного монтажа

    Керамические

    Низковольтные малогабаритные высокотемпературные (до +150 С) предохранители для установки в приложениях с ограниченными габаритами.

    • Автомобильная электроника
    • Модемы
    • LCD дисплеи
    • DC/DC преобразователи

    Серия Время срабатывания Размер I, А V, В
    437 Быстрый 1206 0,25 — 8 125/65/32
    438 Быстрый 0603 0,25 — 6 32/24
    440 Медленный 1206 0,25 — 8 125/63/50/32
    441 Медленный 0603 2 — 6 32
    469 Медленный 1206 1 — 8 32/24
    501 Быстрый 1206 10 — 20 32
    0402SFF Быстрый 0402 1 — 4 24
    0603SFF Быстрый 0603 0.5 — 6 63/32/24
    1206SFF Быстрый 1206 0.5 — 8 63/32/24

    __________________________________________________________________________________________________

    Тонкопленочные

    Малогабаритные сверхбыстрые предохранители для поверхностного монтажа

    • Цифровые камеры
    • Автономные источники питания (аккумуляторы)
    Читайте также:  Мощный комнатный освежитель воздуха из подручных средств

    Серия Время срабатывания Размер I, A V, B
    435 Сверхбыстрый 0402 0,25 — 5 32
    466 Сверхбыстрый 1206 0,125 — 5 125/63/32
    467 Сверхбыстрый 0603 0,25 — 5 32
    468 Медленный 1206 0,5 — 3 63/32
    494 Быстрый 0603 0,25 — 5 32
    0603TSFV Сверхбыстрый 0603 0.5 — 5 65/35

    Серия NANO

    Быстродействующие предохранители для поверхностного монтажа на напряжения 600/250/125/65 В и на токи до 40 А.

    • Телекоммуникационное оборудование
    • DC/DC преобразователи
    • LCD дисплеи
    • Зарядные устройства
    • Источники питания
    • Автомобильная электроника
    • Системы охлаждения
    • Медицинское оборудование
    • Системы освещения
    • Источники бесперебойного питания

    Серия Время срабатывания Размер I, A V, B
    443 Медленный 4012 0,5 — 5 250
    448 Сверхбыстрый 2410 0,062 — 15 125
    449 Медленный 2410 0,375 — 5 125
    451/453 Сверхбыстрый 2410 0,062 — 20 125/65
    456 Сверхбыстрый 4012 20 — 40 125/75
    458 Медленный 1206 1 — 10 75
    462 Медленный 10,5 х 4,5 мм 0,5 — 5 250
    463 Быстрый 10 х 3 мм 15 — 30 250
    464 Быстрый 4818 0,5 — 6,3 250
    465 Медленный 4818 1 — 6,3 250
    470 Быстрый 1206 0,5 — 2 125
    485 Быстрый 4818 1 — 3,15 600
    2410SFV Сверхбыстрый 2410 0.5 — 20 250/65/35

    Серия Telelink

    Предназначены для защиты телекоммуникационного оборудования (600 В)

    • xDSL (ADSL, ADSL2+, VDSL, VDSL2+)
    • Ethernet 10/100/1000BaseT

    Серия Размер I, A V, B
    461 4012 0,5 — 2 600

    Omniblock

    Держатели с предустановленным предохранителем серии NANO. Позволяет заменять перегоревший элемент без пайки.

    • Телекоммуникационное оборудование
    • LCD дисплеи
    • Источники питания
    • Автомобильная электроника
    • Системы охлаждения
    • Медицинское оборудование
    • Системы освещения

    Маркировка SMD предохранителей — Интегральный SMD предохранитель

    Маркировка SMD предохранителей — миниатюрные элементы для печатных плат

    Маркировка SMD предохранителей — самыми крохотными в линейке предохранителей SMD-компонентов значатся чипы (см.картинку 1а). Ширина данных приборов составляет до 1 мм, поэтому они широко востребованы в производстве сотовых телефонов, электрических бритвах и другой малогабаритной технике. Штатное для них напряжение, вне зависимости постоянное оно или переменное, могут иметь следующие значения: 10v, 20v, 30v, 40v.


    Чип-предохранитель SMD

    Предохранительные приборы рассчитанные на работу в 100-вольтовых цепях, значатся уже габаритными. Имеются блоки предохранителей SMD (см. картинку 1b) выполненных преимущественно в корпусах из керамики. Однако более габаритные, то-есть больше шести миллиметров, в отличии от чип-предохранителей они сразу заметны.

    В эту линейку входят также предохранительные элементы расчитанные на 250v. Их главное отличие в том, что они имея предельную возможность отключения 100А, могут при этом выполнять защитные функции в случае короткого замыкания в цепях вторичных напряжений.


    Предохранитель SMD в виде блока

    Для контроля короткого замыкания, которое может составлять сотни ампер, используются предохранители специального применения, изготовленные в форме цилиндра с размерами 5 x 20 мм (см. картинку 1c) для монтажа поверх печатной платы. Внутри такого предохранителя используется припой с большой температурой плавления, что гарантирует устойчивость к высокому нагреву.

    Еще одна особенность данного компонента заключается в колпачках корпуса, которые покрыты позолотой, вместо стандартного никелевого сплава. Такой предохранительный прибор в состоянии отключить ток равный 1500А, даже если сетевое напряжение составляет 230v. Производятся они под классификацией соответствующей стандарту «H», следовательно их целесообразнее использовать в первичных силовых трактах источников питания.


    SMD-предохранитель цилиндрической формы с контактами покрытые позолотой

    Маркировка SMD предохранителей

    Ссылка на основную публикацию
    Салонный фильтр Хендай Акцент где находится, как снять и поменять своими руками
    Инструкция по замене топливного фильтра Hyundai Accent (есть видео) Операции по замене топливного фильтра на Хендай Акцент желательно осуществлять на...
    Рычажные ножницы – чтобы резать металл, как бумагу! видео
    Ножницы рычажные по металлу разновидности, технические характеристики Надежным и популярным инструментом для разрезания являются рычажные ножницы по металлу. С их...
    Рычажные ножницы для реки металла ручные, профессиональные
    Ручные профессиональные ножницы для резки металла рычажные ножницы по металлу, роликовый инструмент Умение обрабатывать металл с использованием слесарных инструментов называется...
    Сальник штока выбора передач нексия Авто Брянск
    Замена сальника штока механизма переключения передач на автомобилях Daewoo Nexia, Daewoo Lanos, Chev Думаю, что многие владельцы автомобилей Daewoo Lanos...
    Adblock detector