Самовосстанавливающиеся предохранители

Самовосстанавливающиеся предохранители Littelfuse, Bourns – Лента новостей

18.06.2018

Одним из параметров, который определяет надежность изделия является его ремонтопригодность и скорость восстановления работоспособности.

Однако учитывая тенденцию миниатюризации изделий, такая простая операция как замена вышедшего из строя обычного плавкого предохранителя влечет за собой достаточно серьезные затраты ресурсов и времени, а в случае применения SMD предохранителя, замена «в полевых» условиях становится вообще невозможной.    

Решить эту проблему можно путем перехода с плавкого предохранителя на самовосстанавливающийся.

Самовосстанавливающийся предохранитель представляет собой полимерный терморезистор с положительным температурным коэффициентом. Материал предохранителя – это проводящий электрический ток полимер с примесью технического углерода.

Концентрация углерода такова, что в холодном состоянии полимер кристаллизован, а пространство между кристаллами заполнено частицами углерода, удельное сопротивление материала низкое. При повышении температуры полимер переходит в аморфное состояние, увеличиваясь в размерах.

Углеродные цепочки начинают разрываться, что вызывает быстрый рост удельного сопротивления. 

При увеличении электрического тока, протекающего через полимер, происходит его разогрев и удельное сопротивление увеличивается настолько, что материал становится непроводящим. Таким образом возможно ограничение протекающего через него тока, и как следствие защита внешней цепи. После остывания происходит обратный процесс кристаллизации и полимер снова становится проводником.

Температурная зависимость удельного сопротивления полимера показана на рисунке 2.

Следует учитывать, что основным фактором, влияющим на удельное сопротивление материала является всё таки его температура, а не протекающий по нему ток.

На кривой отмечено два характерных диапазона: «Нормальный диапазон» при котором изделие является обычным проводником (температура материала ниже 80° С) и «Диапазон срабатывания», когда температура достигает некоего граничного значения и сопротивление начинает быстро возрастать, изменяясь почти по экспоненциальному закону. После остывания изделия, его сопротивление восстанавливается.

Чтобы разогреть материал до температуры срабатывания требуется некоторое время, поэтому ограничение тока в цепи происходит не мгновенно. При малых токах, близких к пороговому, срабатывание может занять несколько секунд, при токах близких к максимально допустимому, доли секунды.

На время срабатывания также влияет температура окружающей среды.

Чтобы разогреть материал до состояния срабатывания от более низкой температуры окружающей среды необходимо затратить больше энергии чем от более высокой, а значит, и процесс в этом случае займёт больше времени.

Поэтому время срабатывания, максимальный гарантированный ток нормальной работы (ток удержания, Ihold) и гарантированный ток срабатывания (Itrip) зависят от температуры окружающей среды.

В нижней части графика, рисунок 3, находится номинальная рабочая область прибора, область низкого сопротивления. В верхней части графика находится область гарантированного срабатывания.

В средней части графика располагается нерабочая область, где соблюдение параметров никак не нормируется и не гарантируется.

При расчётах и эксплуатации в широком диапазоне температур окружающей среды схем с использованием самовосстанавливающихся предохранителей это должно учитываться и безусловно соблюдаться.

Основные параметры самовосстанавливающихся предохранителей:

  • Umax – максимальное напряжение, которое может выдержать изделие без разрушения или повреждения при протекании тока через него не более Imax.
  • Imax – максимальный ток, протекающий через изделие, при котором не происходит его разрушения или повреждения при приложенном к нему напряжении не более  Umax.
  • Ihold – максимальный ток, протекающий через изделие, при котором не происходит его отключения при температуре окружающей среды +20°С (ток удержания).
  • Itrip – минимальный ток, протекающий через изделие, при котором происходит его отключение при температуре окружающей среды +20°С (ток срабатывания).
  • Ttrip – 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.

Рекомендации по применению самовосстанавливающихся предохранителей

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.

Резюме

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.

Читайте также:  Замкнутые системы автоматического управления

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

Самовосстанавливающиеся предохранители Bourns:
MF-LSMF 185/33X–2MF – самовосстанавливающийся предохранительLSMF – серия для поверхностного монтажа185 – 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-R110 – 0 – 99MF – самовосстанавливающийся предохранительR – серия для монтажа в отверстия (ТНТ)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).
Самовосстанавливающиеся предохранители Littelfuse:
250 R 120 – R Z R250 – максимальное напряжение, VR – серия для монтажа в отверстия (ТНТ)120 – ток удержания, mAZ – 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 -A1210 – типоразмерL – серия для поверхностного монтажа380 – ток удержания, mA12 – максимальное напряжение, VTH – низкий профильY – количество в единице упаковки (K=10000 шт., Y=4000 шт., W=3000 шт., P=2000 шт.)R – упаковка в ленту и катушкуA – автомобильного применения (при отсутствии – стандартного применения)

Внешний вид

Самовосстанавливающиеся предохранители для монтажа в отверстия (ТНТ).  Самовосстанавливающиеся предохранители для поверхностного монтажа (SMD).

Продукцию компании  Вы можете заказать, сделав заявку:

Источник: https://www.promelec.ru/company/news/2481/

Самовосстанавливающиеся предохранители – инновации в системах защиты аппаратуры

Добрый день читатели сайта Популярная электроника! Сегодня в этой рубрике я хотел бы подробнее поговорить о так называемых самовосстанавливающихся предохранителях, которые в последнее время широко используются в различной аппаратуре, бытовой технике, системах защиты электроприборов от перенапряжения и перегревания и прочих электронных устройствах.

Почему это так важно для домашнего электромастера? Поясню. Дело в том, что при ремонте люстры, выключателя или диммера, внутри электрической цепи этих приборов вполне может обнаружиться самовосстанавливающийся предохранитель, который сработал в силу каких-то условий и разомкнул цепь.

В результате цепь люстры или светорегулятора не прозванивается ни тестером, ни пробником и индикатором, и мы начинаем думать, что прибор вышел из строя и его надо менять.

На самом деле все может оказаться проще и поломку можно будет устранить за несколько минут, не тратя при этом средства на покупку новой люстры или выключателя.

На самом деле самовосстанавливающийся предохранитель защищает устройство не от перенапряжения (резкого повышения электрического напряжения в бытовой сети), а от сильного скачка тока. Об этом можно также узнать и в блоге электрика (http://aprolex.by/blog.html). И эту функцию в принципе делают и обычные плавкие предохранители, но они не восстанавливаются после сработки, а просто перегорают.

В самовосстанавливающемся предохранителе при превышении номинального тока сильно возрастает его электрическое сопротивление, и ток в свою очередь практически прекращает течь.

По истечению какого-то времени сопротивление предохранителя снова приходи в норму и прибор становится снова полностью работоспособным. Как правило, это несколько минут.

Вот это время и стоит подождать, чтобы начать разбираться в причинах поломки.

Но такие предохранители не всегда спасают аппаратуру от выхода из строя.

Скачок тока может быть настолько большим, что предохранитель не успевает сработать и следующие по цепи элементы самого прибора выходят из строя.

Бывает так, что самовосстанавливающийся предохранитель все же срабатывает вовремя, но при этом сам перегорает. Это можно выяснить при помощи любого мультиметра, включенного в режим прозвонки цепи.

В этом случае ремонт прибора или аппаратуры заключается в замене перегоревшего самовосстанавливающегося предохранителя. Но чтобы его заменить именно на тот, который предусмотрен схемой прибора, необходимо установить технические параметры старого предохранителя. Они, как правило, указываются на его корпусе.

Основные параметры самовосстанавливающихся предохранителей:

  • Рабочее напряжение. Оно показывает, при каком напряжении в сети предохранитель может работать достаточно долгое время, не выходя из строя. Как правило, в прибор ставится предохранитель с немного большим рабочим напряжением, чем то, на которое рассчитан сам прибор.
  • Номинальный рабочий ток. Это максимальное значение тока через предохранитель, при котором он нормально работает, не срабатывая (не размыкая цепи).
  • Ток срабатывания. Это минимальный ток, при котором самовосстанавливающийся предохранитель сработает. Этот параметр очень важен, так как от него напрямую зависит надежность защиты прибора или аппаратуры. Если заменить на меньшее значение, предохранитель станет чаще срабатывать (давать ложные сработки), если на большее – он не сработает в нужный момент и аппаратура может выйти из строя.
  • Максимальный ток, который может выдержать предохранитель, не выходя из строя.
  • Рабочая температура.
  • Максимальное и минимальное сопротивление. Первое значение указывает сопротивление предохранителя, когда он сработал, а второе – в нормальном состоянии.
  • Скорость срабатывания. Чем меньше это время, тем лучше.

Как правило, на самом самовосстанавливающемся предохранителе указывается только рабочее напряжение, температура и ток срабатывания – это самые важные параметры. Остальные можно посмотреть в справочнике в Интернете.

Источник: http://scsiexplorer.com.ua/index.php/domachnij-elektromaster/remont-bytovoj-tehniki/1812-samovostanavlivauschij-fuse.html

Самовосстанавливающиеся предохранители

найдено 59 шт.

На странице

Сортировать

Изобр. Наименование Наличие,шт цена (с НДС)
Предохранитель самовосстанавливающийся MF-USMF005-2 150 Цена (с НДС):0,15$/шт
Предохранитель KLS5-JK250-600U 1290 Цена (с НДС):0,58$/шт
Предохранитель KLS5-JK250-800U 1990
Предохранитель самовосстанавливающийся KLS5-JK60-090u 155 Цена (с НДС):0,09$/шт
Предохранитель самовостанавливающийся MF-MSMF030-2 0.30A (1812) SMD 114 Цена (с НДС):0,21$/шт
Предохранитель самовосстанавливающийся LVR005NS 100 Цена (с НДС):0,92$/шт
Предохранитель самовосстанавливающийся LVR025S 300 Цена (с НДС):0,53$/шт
Предохранитель самовосстанавливающийся LVR075S 10 Цена (с НДС):1,99$/шт
Предохранитель с/вос. MF-MSMF010-2 0.10A (1812) SMD 82 Цена (с НДС):0,18$/шт
LVR055S Под заказ
Предохранитель самовосстанавливающийся RUEF135 Под заказ
Предохранитель KLS5-JK250-400U 4890
Предохранитель самовосстанавливающийся MF-R075 Под заказ
Предохранитель MF-R050 Под заказ Цена (с НДС):0,50$/шт
Предохранитель самовосстанавливающийся KLS5-JK60-010u 2886 Цена (с НДС):0,17$/шт
Предохранитель самовосстанавливающийся MF-R090 148 Цена (с НДС):0,19$/шт
Держатели предохранителей LVR008NS 2580 Цена (с НДС):0,16$/шт
Самовостанавливающийся предохранитель JK250-600U 170
Предохранитель самовосстанавливающийся KLS5-JK60-030u 2046 Цена (с НДС):0,17$/шт
Самовостанавливающийся предохранитель JK250-400U 20
Предохранитель самовосстанавливающийся KLS5-JK60-020u 402 Цена (с НДС):0,17$/шт
Предохранитель самовосстанавливающийся KLS5-JK60-250u 4099 Цена (с НДС):0,18$/шт
Предохранитель KLS5-JK30-400 22000 Цена (с НДС):0,10$/шт
MF-MSMF110/16-2 Под заказ Цена (с НДС):0,10$/шт
Предохранитель самовосстанавливающийся 2920L110/60MR Под заказ Цена (с НДС):0,99$/шт
Предохранитель самовосстанавливающийся MF-USMF010-2 Под заказ
TBU-CA085-200-WH Под заказ
Предохранитель MF-MSMF014-2 (LP-MSM014) Под заказ Цена (с НДС):0,10$/шт
Предохранитель самовосстанавливающийся LVR005NK Под заказ Цена (с НДС):0,18$/шт
Предохранитель самовосстанавливающийся 60V 1100mA 90 Цена (с НДС):0,12$/шт
Предохранитель самовосстанавливающийся MF-R1100 3900 Цена (с НДС):0,30$/шт
Предохранитель MF-R400 Под заказ Цена (с НДС):0,49$/шт
Предохранитель MF-R300 Под заказ Цена (с НДС):0,38$/шт
Предохранитель самовосстанавливающийся MF-MSMF250/16X-2 4 Цена (с НДС):0,55$/шт
Предохранитель самовосстанавливающийся L-KLS5-JK30-600 2000 Цена (с НДС):0,12$/шт
Предохранитель самовосстанавливающийся RXEF050 Под заказ
Предохранитель LVR040S Под заказ Цена (с НДС):0,84$/шт
Предохранитель самовосстанавливающийся SD014-60 200
Термистор LVR005K (LB050LVF) 900
Предохранитель самовосстанавливающийся L-KLS5-JK30-700 Под заказ
Читайте также:  Сварка взрывом - что это такое и как используется

Источник: https://radiodetali.com/ustrojstva-zaschity-predohraniteli/samovosstanavlivajuschiesja-predohraniteli/

Радиосхемы Схемы электрические принципиальные

категория

Справочники радиолюбителя

материалы в категории

Радио, 2000 год, № 11

Разработчики электронных устройств знают, к каким фатальным для приборов последствиям может привести перегрузка по току.

Существует несколько способов защиты от таких ситуаций, самый распространенный из них — применение плавких предохранителей. Безусловно, они работают хорошо, но рассчитаны только на одно срабатывание.

При выходе плавкого предохранителя из строя требуется его замена, это не всегда удобно, а во многих случаях необходимо вмешательство квалифицированного специалиста.

Преимущества самовосстанавливающихся предохранителей (СП) фирмы Bourns заключаются в том. что они рассчитаны на многократное срабатывание, а их разрушение происходит при токе, во много раз превышающем ток срабатывания.

Уже сегодня СП нашли широкое применение в различных областях электроники и электротехники, таких как персональные компьютеры, трансформаторы, электродвигатели, звуковоспроизводящая аппаратура, аккумуляторные батареи, медицинское и измерительное оборудование, автомобильная электроника и т. д.

Как и обычные плавкие предохранители. СП включают в цепь питания последовательно с нагрузкой.

СП изготавливают из проводящего пластика, отформованного в тонкий лист напылением электродов с обеих плоскостей.

Проводящий пластик — это особое вещество, “ноу-хау” фирмы Bourns, состоящее из непроводящего кристаллического полимера и распределенных в нем мельчайших частиц технического углерода, проводящих электрический ток.

Электроды гарантируют равномерное распределение энергии по всей площади поверхности, к ним прикрепляют проволочные или лепестковые выводы.

Особенность, которая позволяет использовать этот материал в СП — проводящий пластик проявляет высокий нелинейный положительный температурный коэффициент сопротивления (ТКС).

Положительным ТКС обладает довольно много материалов, отличительная же особенность материала СП — большая крутизна зависимости сопротивления от температуры самого СП или окружающей среды и практически скачкообразное изменение сопротивления из проводящего в непроводящее (рис. 1).

До определенной, так называемой “переходной” температуры сопротивление СП практически постоянно, при достижении же “переходной” температуры сопротивление резко увеличивается.

При комнатной температуре материал СП имеет кристаллическую структуру, проводящие частицы технического углерода расположены в нем по границам кристаллов весьма плотно, близко друг к другу, образуя цепочки, по которым может проходить электрический ток (рис. 2).

Когда возникает аварийная ситуация (например, при замыкании нагрузки в цепи, где установлен СП), через СП начинает протекать ток. превышающий номинальный.

Температура его материала начинает увеличиваться, пока не достигнет так называемой температуры “фазовой трансформации”, при которой происходит изменение фазового состояния полимера из кристаллического в аморфное, сопровождаемое небольшим расширением.

Проводящие частицы технического углерода не сжаты кристаллами полимера в плотные цепочки, движутся друг относительно друга и слабо проводят электрический ток. В результате сопротивление материала СП резко возрастает и он выключается (рис. 3).

СП остается в “горячем” состоянии, обеспечивая постоянную защиту, до тех пор, пока не будут устранены причины его срабатывания. После устранения причин выключения СП охлаждается, полимер снова кристаллизуется, проводящие цепочки восстанавливаются и его сопротивление быстро возвращается к первоначальному значению. СП снова готов к работе.

СП Multifuse выпускают в корпусах нескольких видов:

Дисковые с радиальными проволочными выводами серий MF-R. MF-RX (MF-R010-MF-R090. MF-R110-MF-R185 — рис. 4,a: MF-R090-0-9. MF-R250. MF-R300-MF-R900 — рис. 4,6: MF-R250-0-10 — рис. 4,в). Эти СП — общего применения для печатного монтажа в отверстия или для навесного монтажа.

Серии MF-SM. MF-MSM — общего применения для поверхностного монтажа.

Для увеличения кликните по картинке (откроется в новом окне)

В плоских прямоугольных корпусах с ленточными выводами серий MF-S. MF-LS (рис. 5) — для защиты аккумуляторных батарей от замыкания и перегрева в процессе зарядки

В бескорпусном исполнении — в виде дисков без выводов.

Габаритные и установочные размеры СП серии MF-R приведены в табл. 1, а серии MF-S — в табл. 2.

В табл. 3 приведены основные электрические параметры СП.

Максимальное рабочее напряжение — максимально допустимое напряжение, которое может выдерживать СП без разрушения при номинальном токе.

Номинальный рабочий ток — максимальный ток. который может проводить СП без срабатывания, т. е. без размыкания цепи нагрузки.

Минимальный ток срабатывания — минимальный ток через СП. приводящий к переходу из проводящего состояния в непроводящее, т. е. к срабатыванию.

Начальное сопротивление — сопротивление СП до первого срабатывания (при получении от изготовителя).

Кроме указанных в табл. 3. СП характеризуются еще одним параметром: максимально допустимый ток — максимальный ток, который может выдержать СП без разрушения. Для СП серии MF-B он составляет 40 А. а для серии MF-S — 100 А.

Так как СП — это приборы с ярко выраженным положительным ТКС. их характеристики зависят от температуры окружающей среды. В табл. 4 приведены зависимости номинального рабочего тока и (через дробь) минимального тока срабатывания от температуры окружающей среды.

На всякое нагревание, как известно, требуется какое-то время. В связи с тем. что СП нагреваются, они переключаются не мгновенно, а требуют некоторого времени, которое зависит не только от температуры окружающей среды, но и от протекающего через них тока перегрузки.

В табл. 3 указано время срабатывания при токе, примерно в пять раз превышающем номинальный рабочий ток. Зависимость времени срабатывания СП от тока перегрузки показана на рис. 6.

СП фирмы Bourns маркируют логотипом производителя, идентификатором серии, кодовым обозначением номинального рабочего тока и кодовым обозначением даты производства (рис. 7). На СП в бескорпусном исполнении в виде дисков маркировку не наносят.

Читайте также:  Как устроены и работают аккумуляторы

Источник: http://radio-uchebnik.ru/shem/12-spravochnye-materialy/1351-samovosstanavlivayushchiesya-predokhraniteli-multifuse

Самовосстанавливающийся предохранитель

Да, есть такой хитроумный электронный компонент с очень длинным названием – самовосстанавливающийся предохранитель. Что это за «зверь» такой и как работает? Об этом и пойдёт речь.

Все знают обычный плавкий предохранитель. Устроен он просто и работает незаурядно. Принцип его работы основан на тепловом действии электрического тока.

Берётся тонкий медный провод, который выдерживает определённую силу тока, помещается в стеклянную или керамическую колбу, чтобы при срабатывании расплавленный металл не разбрызгивался в разные стороны. Иногда этот защитный элемент спасает при коротком замыкании в схеме, но вот беда, сам он «умирает» навсегда.

Для замены неисправного плавкого предохранителя требуется вскрывать корпус устройства, и заменять сгоревший предохранитель. Но производить такую операцию не всегда удобно, да и требуется она не всегда. Поэтому в таких случаях самовосстанавливающийся предохранитель является весьма логичной заменой плавкому предохранителю.

Самовосстанавливающиеся предохранители активно используются в компьютерах и игровых приставках для защиты портов (например, USB, HDMI), а также аккумуляторных батарей в портативной технике.

Итак, давайте разберёмся в том, как устроен самовосстанавливающийся предохранитель (сокращённо будем называть его СП), а также каковы его основные параметры.

Самовосстанавливающийся предохранитель изготавливается из специального проводящего пластика. Этот пластик вещество особое. Он состоит из непроводящего кристаллического полимера и введёнными в него мельчайшими частицами технического углерода. Частицы технического углерода распределены в объёме полимера и свободно проводят электрический ток.

Сам пластик формуют в тонкий лист и на плоскости напыляют токоведущие электроды. За счёт электродов удаётся распределить энергию по всей площади поверхности. К электродам крепят лепестковые или проволочные выводы, за счёт которых СП подключают в электрическую цепь.

Основная особенность проводящего пластика – это высокий нелинейный положительный температурный коэффициент сопротивления (ТКС). Проще говоря, проводящий пластик проводит ток до тех пор, пока его температура не превысит определённый порог.

После этого сопротивление проводящего пластика резко увеличивается, что и приводит к разрыву электрической цепи. Это происходит потому, что при превышении температурного порога кристаллическая структура полимера трансформируется в аморфную, а цепочки технического углерода, по которым и проходил ток, разрушаются. Это приводит к резкому увеличению сопротивления.

Откуда же появляется нагрев, который приводит к изменению фазового состояния полимера? Повышение температуры полимера происходит потому, что при аварийном режиме через самовосстанавливающийся предохранитель начинает течь ток, который превышает номинальный (т. е. рабочий). При этом за счёт теплового действия тока температура материала предохранителя увеличивается. Это в свою очередь приводит к «срабатыванию» предохранителя.

Параметры самовосстанавливающихся предохранителей

Для того чтобы грамотно подобрать самовосстанавливающийся предохранитель для конкретного устройства нужно знать его основные параметры. Рассмотрим их.

  • Максимальное рабочее напряжение (Vmax или Umax, V). Напряжение, которое способен выдержать без разрушения самовосстанавливающийся предохранитель при протекании через него номинального тока. Например, для защиты USB порта подойдёт СП с максимальным рабочим напряжением 6 вольт.
  • Номинальный рабочий ток или ток удержания (IHOLD или Ih, A). Ток, который может проводить через себя самовосстанавливающийся предохранитель без «срабатывания».
  • Минимальный ток срабатывания (Itrip или IT, A). Минимальный ток через СП, при котором происходит переход от проводящего состояния к непроводящему. Иными словами это ток, при котором самовосстанавливающийся предохранитель «срабатывает» — размыкает цепь.
  • Минимальное и максимальное сопротивление (Rmin и R1max, Ohms). Это сопротивление самовосстанавливающегося предохранителя. По-другому можно сказать, что это сопротивление СП в рабочем, проводящем состоянии. Параметр Rmin — это минимальное сопротивление СП, а R1max — это сопротивление предохранителя спустя 1 час после последнего срабатывания. Оба параметра указываются для конкретной температуры, например для 230 C. Rmin и R1max обычно указывается более просто, например, так: R = 0,5…1,17 (Ом).

    На самом деле это очень важный параметр. Чем он меньше, тем лучше, так как предохранитель всегда включается последовательно с потребителем тока (перед нагрузкой). А, как известно, на сопротивлении теряется мощность. Для приборов, питающихся от автономных источников питания (аккумуляторов, батареек) лучше подбирать СП с малым сопротивлением в рабочем состоянии.

  • Рабочая температура самовосстанавливающегося предохранителя обычно лежит в интервале от -400 С до +850 С. При такой температуре сопротивление СП практически не меняется и лежит в пределах Rmin – Rmax. Температура «защёлкивания», или по-другому, срабатывания обычно составляет от +1250 С и выше.
  • Ещё один параметр. Максимальный допустимый ток (Imax, A). Это максимальный ток короткого замыкания, который выдерживает самовосстанавливающийся предохранитель без разрушения при номинальном напряжении (Vmax). Если ток через СП превысит величину Imax, то он выйдет из строя навсегда (на деле – «сгорит»). Обычно величина этого параметра лежит в интервале нескольких десятков ампер (40 – 100 A).
  • Также очень важный параметр – это скорость срабатывания СП (Max. Time to Trip). Так как на нагрев требуется некоторое время, то предохранитель срабатывает не мгновенно, а спустя какое-то время. Оно достаточно мало и составляет долю секунды. Время срабатывания зависит от тока перегрузки и температуры окружающей среды. Такие параметры, как время срабатывания указываются в документации на конкретную модель самовосстанавливающегося предохранителя.

Самовосстанавливающиеся предохранители выпускаются как в обычных корпусах для монтажа в отверстия (технология THT), так и для поверхностного (технология SMT). СП для монтажа в отверстия внешне выглядят как варисторы и имеют либо дисковый корпус, либо прямоугольный.

СП для поверхностного монтажа похожи на SMD резисторы, но могут иметь и другой корпус (как правило, в виде пластинки с ленточными выводами).

Самовосстанавливающиеся предохранители выпускают такие фирмы, как Bourns и Fuzetec.

Пример применения

Примером применения самовосстанавливающегося предохранителя может быть использование его в блоке питания, о котором рассказывалось на страницах сайта.

В нем самовосстанавливающийся предохранитель используется совместно с другими элементами защиты. Срабатывание защиты не влечёт за собой необратимое перегорание предохранителя, и устройство начинает работать сразу же после устранения неисправности или короткого замыкания в питаемой схеме.

Источник: http://acheese.ru/samovosstanavlivayushhiysya-predohranitel.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector