Como escolho um fusível? Links Fusíveis vs Polyfuse?

Sei que essa é uma área de assunto extremamente ampla, mas preciso saber como escolher um fusível para proteger um circuito.

Recentemente, um PSU barato de um amigo explodiu de maneira espetacular (os dois MOSFETs primários explodiram - shorts curtos.) Ele demandava 400W, mas no PCB dizia 235W (mais fontes de alimentação mentirosas). Apesar dos 235W serem aproximadamente 1A a 230Vac, eles um fusível de vidro 5A. Por que tão superestimado? O fusível, no entanto, foi queimado durante isso, então o fusível fez seu trabalho. O fusível da ficha NÃO explodiu.

No meu projeto Super OSD, estou tentando proteger um circuito que usa 455mA máx. Estou usando um polyfuse de 500mA. Conselhos semelhantes se aplicam a polifusíveis? Eu precisaria de um fusível maior?

Fusíveis são um assunto difícil. Um fusível 5A pode permanecer intacto em 7A, mas queimar em 6A. Tudo depende de como o padrão atual está no tempo. Nos fusíveis cilíndricos de vidro, existem tipos rápidos (marcados com "F", na verdade para a palavra alemã "Flink"), que explodem se a corrente nominal for excedida, mesmo por pouco tempo, e existem fusíveis de sopro lento (marcados " T ", da palavra alemã" Trage "), que suportará picos de tensão. A maioria das fontes de alimentação usará o último, pois causará um pico de corrente ao ligar.

Fusíveis auto-reparáveis ​​como o PolyFuse são dispositivos PTC cuja resistência aumentará para valores muito altos se aquecerem por uma corrente muito alta, mas nunca serão uma interrupção real. Quando esfriarem, eles voltarão a funcionar e o circuito poderá operar novamente, desde que a causa do disparo seja removida. Porque ele tem que reagir ao aquecimento de um PolyFuse terá uma certa resistência, muito mais que um fusível de vidro. O tamanho de um PolyFuse não depende apenas de sua classificação atual, mas também determina com que rapidez ele reagirá. Deve ficar claro que uma peça 0805 reagirá mais rápido que um disco de 20 mm de diâmetro.

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Um gráfico mostra como os fusíveis PTC são diferentes dos fusíveis metálicos:

Se houver sobrecorrente, a resistência aumentará, reduzindo a corrente (1/10 de segundo) rapidamente para 1/10 do valor, após o qual a corrente ainda diminuirá, mas muito mais lentamente, e sempre haverá corrente; você não recebe uma interrupção completa. Isto é para a versão SMT pequena do tamanho 0603. Uma versão radial como a 600R reage muito mais lentamente ( 10 segundos para 1/10 da corrente), por isso é claro que o PolyFuse não protegerá realmente contra curtos-circuitos: quando a corrente for reduzida a um cofre nível vários componentes podem ser fritos.

Que tipo de fusível que você escolher deve depender do que você deseja proteger. Se houver uma corrente excessiva devido a um defeito no componente, você não deseja um dispositivo de reparação automática, deseja interromper o funcionamento do produto até que ele seja reparado. ( Nesta resposta , expliquei por que esse tipo de fusível não deve ser substituído pelo usuário.) Para um fusível elétrico, você não escolhe um PTC. OTOH, se altos picos de corrente são normais em seu produto, mas você não deseja dimensionar demais os componentes para lidar com isso, um PTC pode ajudar.

Os fusíveis são geralmente classificados para duas ou mais do que a corrente operacional normal máxima. Isto é por três razões. Primeiro, o fusível deve proteger contra algo catastrófico, geralmente um curto. Um curto real consumirá muitas vezes a corrente operacional esperada na maioria dos casos. Segundo, você quer alguma margem. Você não quer que o fusível seja disparado apenas porque o dispositivo esteve na corrente pretendida por um tempo e essa corrente foi talvez um pouco alta devido à tolerância das peças, tensão da linha ou qualquer outra coisa. Terceiro, mesmo em operações normais, muitos dispositivos terão transientes temporários de alta corrente. Por exemplo, um motor leva muita corrente para dar partida, um LEB antiquado (lâmpada emissora de luz) pode consumir várias vezes sua corrente nominal por alguns milissegundos antes de atingir a temperatura operacional,

Alguns fusíveis são "golpe lento", que são projetados especificamente para aumentar a corrente acima da sua classificação por um tempo. Isso é para dispositivos em que os transitórios normais podem levar mais do que alguns ms ou 10s de ms.

Quanto ao fusível, verifique cuidadosamente a folha de dados e veja qual é a resistência na corrente pretendida. Você pode não gostar da queda de tensão obtida em um fusível de 500mA a 455mA. Pense também contra o que você está realmente tentando se proteger. Se algo no seu dispositivo falhar e consumir 750mA, você realmente precisa do fusível para desligar? Algo já quebrou, então o fusível não é para proteger o circuito na maioria das vezes. Geralmente é para evitar que a coisa pegue fogo e queime a casa de alguém. Não sei qual é o seu dispositivo, mas se o consumo de 750mA não for aquecê-lo substancialmente, provavelmente você não precisará do fusível com tanta força. Minha primeira reação instintiva é começar com um fusível de 1A se você estiver esperando 455mA, mas não conheço os detalhes do seu dispositivo.

Você deve ter três correntes em um fusível Poly:

• Espera atual
• Viagem atual
• Corrente máxima

A maioria das que eu vi tem um espaçamento muito maior do que você está permitindo. Por exemplo, se o seu circuito absorver no máximo 455mA, sua viagem atual deve estar um pouco acima disso, mas sua espera atual deve lidar com isso.

Olhando para um PTC que possui uma corrente de espera de 400 mA, ele possui um trip de 800 mA e uma corrente máxima de 40A. Se você projetar muito perto, estará viajando durante o uso normal.

Se 455mA é o máximo absoluto que o seu circuito pode suportar, mas normalmente opera a 200mA, um fusível com um percurso em torno de 500mA provavelmente funcionará. Se sua operação normal estiver mais próxima de 455mA, talvez seja necessário permitir que ele gerencie mais corrente antes de disparar sem danos.

A maioria dos fusíveis, especialmente os fusíveis, geralmente não deve ser usada para proteger circuitos de danos que não sejam pegos de fogo, exceto aqueles que são capazes de suportar correntes muito acima daquelas com as quais normalmente lidariam. Frequentemente, quando um fusível aparece, o que deveria estar trocando a corrente será destruído, e o fusível será a última coisa no circuito que ainda é capaz de interromper a corrente. Melhor do que iniciar um incêndio, mas ainda não ótimo.

Se for necessário proteger os circuitos contra danos, geralmente é melhor usar uma combinação de limitação de corrente e fallback térmico nos elementos de comutação primários. Observe que apenas a limitação de corrente geralmente é suficiente apenas em aplicações de baixa tensão, e a redução térmica por si só é suficiente quando se sabe que limita a corrente (vi chips de driver de motor que afirmavam estar "protegidos contra sobrecarga térmica" acender como explosões de estradas quentes o suficiente para fundir os planos de força e terra embaixo deles, quando fornecidos por uma fonte de 20 A e conectados a um curto circuito). Além disso, mesmo quando existem mecanismos de limitação de corrente e fallback térmico, um fusível ainda deve ser usado se uma falha espontânea de curto-circuito (por exemplo, de ESD) puder causar um incêndio. Os fusíveis geralmente não são bons para muito além da prevenção de incêndios,