Wie wähle ich eine Sicherung aus? Schmelzsicherungen vs Polyfuse?

Mir ist klar, dass dies ein extrem breites Themengebiet ist, aber ich muss wissen, wie man eine Sicherung zum Schutz eines Stromkreises auswählt.

Vor kurzem hat ein billiges Netzteil eines Freundes ziemlich spektakulär in die Luft gesprengt (die beiden primären MOSFETs haben in die Luft gesprengt - tote Kurzschlüsse.) Es gab 400 W an, aber auf der Leiterplatte wurden 235 W (mehr liegende Netzteile) angegeben eine 5A Glassicherung. Warum so überbewertet? Die Sicherung war jedoch währenddessen durchgebrannt, sodass sie ihre Aufgabe erfüllt hat. Die Steckersicherung ist NICHT durchgebrannt.

In meinem Super OSD-Projekt versuche ich, einen Stromkreis zu schützen, der max. 455 mA verwendet. Ich verwende eine 500-mA-Polyfuse. Gilt ein ähnlicher Hinweis für Polyfuses? Benötige ich eine größere Polyfuse?

Sicherungen sind ein schwieriges Thema. Eine 5A-Sicherung kann bei 7A intakt bleiben, bei 6A jedoch durchbrennen. Es hängt alles davon ab, wie das aktuelle Muster in der Zeit ist. In den zylindrischen Glassicherungen gibt es schnelle Typen (mit "F" gekennzeichnet, eigentlich für das deutsche Wort "Flink"), die durchbrennen, wenn der Nennstrom auch nur für kurze Zeit überschritten wird, und träge Sicherungen (mit "F" gekennzeichnet). T ", vom deutschen Wort" Trage "), das kurzen Spannungsspitzen standhält. Die meisten Netzteile verwenden letztere, da sie beim Einschalten eine Stromspitze verursachen.

Selbstreparierende Sicherungen wie PolyFuse sind PTC-Geräte, deren Widerstand sich bei zu hoher Stromstärke auf sehr hohe Werte erhöht , aber niemals eine echte Unterbrechung darstellt. Wenn sie abkühlen, leiten sie wieder und der Stromkreis kann wieder funktionieren, vorausgesetzt, die Ursache für die Auslösung ist beseitigt. Da eine PolyFuse auf Erhitzen reagieren muss, hat sie einen bestimmten Widerstand, viel mehr als eine Glassicherung. Die Größe einer PolyFuse hängt nicht nur von ihrer aktuellen Nennleistung ab, sondern bestimmt auch, wie schnell sie reagiert. Es sollte klar sein, dass ein 0805-Teil schneller reagiert als eine Scheibe mit 20 mm Durchmesser.

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Ein Diagramm zeigt, wie sich PTC-Sicherungen von Metalldrahtsicherungen unterscheiden:

Wenn ein Überstrom auftritt, steigt der Widerstand und verringert den Strom (1/10 Sekunde) schnell auf 1/10 des Wertes. Danach nimmt der Strom immer noch ab, jedoch viel langsamer, und es bleibt immer ein Strom. Sie erhalten keine vollständige Unterbrechung. Dies ist für die kleine 0603 SMT-Version. Eine radiale Version wie die 600R reagiert viel langsamer ( 10 Sekunden , um 1/10 des Stroms zu erreichen), sodass klar ist, dass die PolyFuse nicht wirklich vor Kurzschlüssen schützt: Wenn der Strom auf einen sicheren Wert reduziert wird Stufe mehrere Komponenten können gebraten werden.

Welche Art von Sicherung Sie wählen, hängt davon ab, vor was Sie schützen möchten. Wenn der Strom aufgrund eines Komponentendefekts zu hoch ist und Sie kein selbstreparierendes Gerät benötigen, möchten Sie das Produkt so lange außer Betrieb setzen, bis es repariert wurde. (In dieser Antwort habe ich erklärt, warum dieser Sicherungstyp nicht durch den Benutzer austauschbar sein sollte.) Bei einer Netzsicherung wählen Sie keinen PTC aus. OTOH, wenn in Ihrem Produkt hohe Stromspitzen normal sind, Sie Ihre Komponenten jedoch nicht überdimensionieren möchten, um damit fertig zu werden, kann ein PTC Abhilfe schaffen.

Sicherungen sind oft doppelt oder mehr als für den maximalen normalen Betriebsstrom ausgelegt. Dies hat drei Gründe. Erstens soll die Sicherung vor etwas Katastrophalem, normalerweise einem Kurzschluss, schützen. Ein echter Kurzschluss zieht in den meisten Fällen ein Vielfaches des erwarteten Betriebsstroms. Zweitens möchten Sie etwas Spielraum. Sie möchten nicht, dass die Sicherung auslöst, nur weil das Gerät eine Weile auf dem vorgesehenen Strom war und dieser Strom möglicherweise aufgrund von Teiletoleranz, Netzspannung oder was auch immer ein wenig hoch war. Drittens weisen viele Geräte auch im normalen Betrieb vorübergehend hohe Stromspitzen auf. Zum Beispiel benötigt ein Motor viel Strom zum Starten, ein altmodischer LEB (Light Emitting Bulb) kann ein paar Millisekunden lang ein Vielfaches seines Nennstroms aufnehmen, bevor er die Betriebstemperatur erreicht.

Bei einigen Sicherungen handelt es sich um "träge" Sicherungen, die speziell entwickelt wurden, um kurzzeitig einen Strom zu erzeugen, der über ihrer Nennleistung liegt. Dies gilt für Geräte, bei denen die normalen Transienten mehr als einige ms oder 10s ms dauern können.

Bezüglich der Poly-Sicherung prüfen Sie das Datenblatt sorgfältig und sehen Sie nach, wie hoch der Widerstand bei Ihrem vorgesehenen Strom ist. Möglicherweise gefällt Ihnen der Spannungsabfall bei einer 500-mA-Sicherung mit 455 mA nicht. Denken Sie auch daran, wovor Sie wirklich schützen wollen. Wenn etwas in Ihrem Gerät ausfällt und 750 mA verbraucht, benötigen Sie dann wirklich die Sicherung zum Ausschalten? Etwas ist bereits kaputt gegangen, sodass die Sicherung den Stromkreis die meiste Zeit nicht schützt. Es ist normalerweise, um zu verhindern, dass das Ding Feuer fängt und jemandes Haus niederbrennt. Ich weiß nicht, was Ihr Gerät ist, aber wenn das Ziehen von 750 mA es nicht wesentlich erwärmt, müssen Sie die Sicherung wahrscheinlich nicht so fest einsetzen. Meine erste Ruckreaktion besteht darin, mit einer 1A-Sicherung zu beginnen, wenn Sie mit 455 mA rechnen, aber ich kenne die Details Ihres Geräts nicht.

Sie sollten drei Ströme in einer Poly-Sicherung haben:

• Aktuelle Feststellung
• Aktuelle Reise
• Strom max

Die meisten, die ich gesehen habe, haben einen viel größeren Abstand, als Sie zulassen. Wenn Ihr Stromkreis beispielsweise maximal 455 mA zieht, sollte Ihr aktueller Auslöser leicht darüber liegen, Ihr aktueller Halt sollte dies jedoch verarbeiten.

Bei einem PTC mit einem Haltestrom von 400 mA beträgt der Auslösestrom 800 mA und der maximale Strom 40 A. Wenn Sie zu nah am Objekt arbeiten, werden Sie bei normalem Gebrauch auslösen.

Wenn 455 mA das absolute Maximum sind, das Ihr Stromkreis verarbeiten kann, aber normalerweise mit 200 mA arbeitet, funktioniert wahrscheinlich eine Sicherung mit einer Auslösung um 500 mA. Wenn Ihr normaler Betrieb näher bei 455 mA liegt, müssen Sie möglicherweise zulassen, dass mehr Strom fließt, bevor Sie ohne Beschädigung auslösen.

Die meisten Sicherungen, insbesondere Polyfuses, sollten im Allgemeinen nicht zum Schutz von Stromkreisen vor anderen Schäden als Feuer verwendet werden, mit Ausnahme derjenigen, die in der Lage sind, Strömen standzuhalten, die weit über denen liegen, die sie normalerweise handhaben würden. Wenn eine Sicherung durchbricht, wird häufig alles zerstört, was den Strom hätte schalten sollen, und die Sicherung ist das letzte Element im Stromkreis, das den Strom noch unterbrechen kann. Besser als ein Feuer zu machen, aber immer noch nicht großartig.

Wenn es notwendig ist, Schaltkreise vor Beschädigung zu schützen, ist es normalerweise besser, eine Kombination aus Strombegrenzung und thermischem Fallback in den primären Schaltelementen zu verwenden. Beachten Sie, dass die Strombegrenzung alleine oft nur bei Niederspannungsanwendungen ausreicht und der thermische Rückfall alleine nur dann ausreicht, wenn bekannt ist, dass etwas den Strom begrenzt (ich habe gesehen, dass Motortreiberchips, die angeblich gegen thermische Überlastung geschützt sind, aufleuchten) wie Straßenfackeln, die heiß genug sind, um die Strom- und Bodenebenen unter ihnen zu verschmelzen, wenn sie von einer 20-A-Versorgung versorgt und an einen Kurzschluss angeschlossen werden). Auch wenn strombegrenzende und thermische Rückfalleinrichtungen vorhanden sind, sollte eine Sicherung verwendet werden, wenn ein spontaner Kurzschlussfehler (z. B. durch elektrostatische Entladung) einen Brand verursachen kann. Sicherungen sind oft nicht gut genug, um Brände zu verhindern.