Können dünne Abschnitte von Kupferspuren als Sicherungen verwendet werden?

Ist es sicher, dünne Abschnitte von Kupferspuren als One-Shot-Sicherungen zu verwenden, wenn die Kosten wichtig sind, es aber auch wichtig ist, den Rest der Schaltung zu schützen? Sollte die Lötmaske an dieser Stelle entfernt werden? Was ist mit der Verwendung von 0R-Widerständen in kleinen Gehäusen als rücksetzbare Sicherungen?

Dies gilt für Anwendungen, bei denen die Zeit bis zur Absicherung im Vergleich zum Ort des Ausfalls nicht kritisch ist. Gibt es für anspruchsvollere Anwendungen It-Grafiken von Spuren mit verschiedenen Breiten? Ich habe keine gefunden.

Es ist auf jeden Fall getan worden.

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Es ist ein bisschen mehr ein Crapshoot als eine herkömmliche Sicherung, wie eine gedruckte Funkenstrecke, aber es kann getan werden. Die Spur sollte nicht freigelegt werden. Eine freigelegte Spur unterliegt einer Kontamination, möglicherweise einer leitenden Kontamination, die die Menge des Leiters ändert, den Sie für einen bestimmten Strom entworfen haben. Zugegebenermaßen ein geringes Problem, aber ich sehe keine Profis für die Aufdeckung der Spur.

Das obige Board wurde mit Pads zum Ersetzen der Sicherung entworfen. Es stammt von einer Auto-Stereoanlage, sodass sie wahrscheinlich eher Kurzschlüsse stromabwärts als Spannungsstöße stromaufwärts erwarten. Freiliegende Kontaktstellen für den letzteren Fall wären weniger wünschenswert, da eine Überspannung die Sicherung durchbrennen und einen leitenden Kriechweg zwischen den Kontaktstellen hinterlassen könnte.

In diesem Artikel werden Berechnungen zur Bestimmung der Leiterbahngröße für eine gedruckte Sicherung mit verschiedenen Kupfergewichten durchgeführt.

Ein hervorstechender Punkt des Papiers, falls er nicht immer verfügbar ist, ist die ungefähre Zeit in Sekunden ( ), bevor eine Spur bei Stromdurchgang die Schmelztemperatur erreicht ( ) und ihre Querschnittsfläche in mil im Quadrat ( ):I $t$$I$$A$

Beachten Sie, dass dies die ungefähre Zeit ist, um das Kupfer bei einer Umgebungstemperatur von 20 ° C zu schmelzen . Es kann lange vor oder kurze Zeit nach diesem Wert fehlschlagen.

Ich habe das in einem echten Produktionsdesign gemacht und es bereut. "Es schien damals eine gute Idee zu sein."

Ich wollte eine Rückwandplatine vor dem Einstecken einer Karte mit einem Masseschluss im Kartenanschluss schützen. Ich habe jedem Sockel auf der Rückwandplatine eine Halsschiene auf die Stromleitung gelegt. Klar, es hat funktioniert und ist nie versehentlich durchgebrannt. Als die Spur jedoch durchbrannte, mussten die armen Außendienstingenieure die gesamte Rückwandplatine austauschen. Ich hätte dickere Spuren verwenden und einfach die Stromversorgung abschalten lassen sollen.

Vielleicht ist eine andere Überlegung die Möglichkeit eines Brandes in einer Leiterplatte. Ein niedriger Strom in einem PCB-Trace erhöht die Temperatur nicht. Ein hoher Strom wird die Spur durchbrennen. Ein Zwischenstrom, der durch einen anderen Effekt begrenzt wird? Möglicherweise wird dadurch die Spurtemperatur genug erhöht, um die Leiterplatte zu verbrennen, aber das Kupfer nicht zu schmelzen. Ich habe gesehen, dass das mit sehr, sehr feinen Spuren passiert, und es kann ein Fiberglas-PCB in Brand setzen. Das Epoxidharz wird nur zu Kohlenstoff, und der Kohlenstoff beginnt mehr Strom zu transportieren, der sich dann mehr erwärmt. Die Ergebnisse sind nicht schön. Es muss Möglichkeiten zum Entwerfen der Ablaufverfolgung geben, damit dies nicht passieren kann, aber ich habe nach Entwurfsregeln gesucht und konnte sie nicht finden.

Also, ja, du kannst es schaffen. Aber ich würde nicht!

Ich habe Leiterplatten-Layouter, die das seit über 20 Jahren für mich tun. Die Anwendungen betrafen hauptsächlich Automotive-Produkte, bei denen die 12-Volt-Batterie einen enormen Fehlerstrom aufweist. Ich würde das eine Necked Track nennen. Ich habe dies nie für Präzisionsanwendungen verwendet. Die Halsschiene schützt den Kabelbaum des Fahrzeugs im Fehlerfall, wenn die Inline-Sicherung überbrückt wurde. Wir haben Tests durchgeführt, indem wir eine 12-Volt-Schiffsbatterie in Kabel unterschiedlicher Länge kurzgeschlossen haben, um den Kabelbaum des Autos zu emulieren. Unser Aufbau hätte Mikrohenrys der Induktivität und nicht Millihenrys gehabt, so dass es als resistiv bezeichnet würde. SO ist die eingezogene Spur bei niederohmigen Spannungen und hohen Fehlerströmen sicher. Wir haben 10 Tausend Gleise benutzt. Zu dieser Zeit ging es uns viel mehr um sicheres Blasen als um Präzision. Damals dachte man, wenn man Präzision haben will, würde man einen MCB verwenden.

Warum eine Spur für eine Sicherung verwenden? Dies bedeutet, dass das Board unbrauchbar wird, wenn es überlastet ist, bis jemand es repariert. Und wie behebt man einen solchen Fehler? Wirf das Brett weg und hol ein neues, oder? Wenn Sie nur herumspielen, gehen Sie vor und verwenden Sie eine Spur. Wenn Sie eine ernsthafte Anwendung haben, ziehen Sie eine rücksetzbare Sicherung für etwa 1 USD in Betracht, die sich nach einer Überlastung automatisch zurücksetzt. Ihre Reparaturtechniker schreiben Blogs darüber, wie sehr sie es mögen. Ein gewöhnlicher Sicherungshalter auf einer PC-Platine mit einer Sicherung ist eine kostengünstige Lösung, der Service ist jedoch kostenintensiver, da Arbeitskräfte, Unannehmlichkeiten und Ausfallzeiten anfallen. Ein Leistungsschalter kostet mehr und erfordert immer noch menschliches Eingreifen. Wenn es an einer Schalttafel montiert ist, ist es einfacher auszutauschen, aber das erhöht die Kosten, den Arbeitsaufwand und den zusätzlichen Konstruktionsaufwand.

Es ist schwer, sich eine kommerzielle Anwendung vorzustellen, bei der eine Leiterplatte als Sicherung eine gute Idee ist. Es ist eher eine sehr schlechte Idee. Und in vielen Fällen ist eine mit Überlastschutz ausgelegte Schaltung rundum besser. Manchmal ist es so einfach wie die Auswahl des richtigen Spannungsregler-Chips mit integriertem Überstromschutz.

Ein Problem, das ich sehe - und lassen Sie es mich bitte wissen, wenn ich mich irre - ist, dass, sobald die Spur durchgebrannt ist, wie Sie zuverlässig sicher sein können, dass zwischen den Spuren kein Lichtbogen entsteht (falls sich über der durchgebrannten Sicherung eine hohe Gleichspannung entwickelt). . Zur Erinnerung, Lichtbögen aufgrund von Gleichspannung verschwinden nicht (es sei denn, die Spannung wird entfernt).