|
Предохранители Wickmann.
Основные типы и характеристики
Широко используемым средством защиты компонентов электронной аппаратуры от перегрузок являются предохранители. Wickmann - один из лидеров производителей защиты электрических цепей для приложений бытовой и промышленной электроники, систем телекоммуникацийи обработки данных. Компания основана в 30-х годах прошлого века и течение 80 лет использует передовые технологии для производства предохранителей. Спектр продукции компании Wickmann постоянно расширяется и соответствует современным отраслевым стандартам.
Правильный выбор и использование предохранителей позволяет предотвратить выход из строя компонентов и блоков электронных устройств, что в свою очередь снизит затраты на обслуживание и восстановление оборудования. В большинстве случаев предохранитель незначительно влияет на защищаемый блок, он «прозрачен» для цепи. Поэтому выбор предохранителя можно производить на завершающих стадиях разработки устройства в соответствии с их характеристиками.
Часто единственным электрическим параметром предохранителя, попадающим в поле зрения разработчика, является номинальный ток срабатывания, при котором плавкий элемент перегорает и размыкает цепь. Однако выбор наиболее подходящего типа предохранителя должен учитывать и такие характеристики, как время срабатывания, падение напряжения на элементе, температура окружающей среды.
Номинальный ток
Рассматривая различные стандарты предохранителей, можно выделить две группы: стандарты UL (Underwriters Laboratory, США) разработанные совместно с CSA (Canadian Standards Association, Канада) и стандарты IEC (International Electrotechnical Commission, Европа). Наиболее применяемыми стандартами этих организаций являются: UL 248-14, CSA 248.14 и IEC60127. Несмотря на то что обе группы документов имеют много общего при описании физических размеров и материалов, используемых при производстве предохранителей, они существенно отличаются при определении зависимости времени срабатывания плавкого элемента от протекающего тока.
Для первой группы номинальный ток рассчитывается как ток, при котором предохранитель должен в итоге перегореть, в то время как предохранители, выполненные по стандарту IEC60127, будут работать продолжительное время. Именно это несоответствие и не позволяет выпускать предохранители, полностью удовлетворяющие обеим группам стандартов.
Характеристика время-ток
Кривая время-ток показывает зависимость между интервалом времени, через которое произойдет разрыв цепи, от тока, протекающего через предохранитель (отношения аварийного тока к номинальному). Это время включает период нагрева и плавки рабочего элемента под воздействием конкретного значения тока.
По оси абсцисс откладывается отношение токов, по оси ординат — время. Обе шкалы логарифмические. Два графика, приведенные на каждой характеристике, определяют границы семейства кривых для предохранителей данных серий. Эти кривые позволяют учесть различные состояния запуска и функционирования устройства и точнее выбрать тип предохранителя и номинальный ток для конкретного приложения.
Номинальное напряжение
Номинальным напряжением предохранителя называется максимальное напряжение, при котором предохранитель будет гарантировано прерывать аварийный ток в соответствии с выбранным номиналом.
Падение напряжения
Плавкий элемент предохранителя — тонкий проводник или пленка, облад ающие некоторым сопротивлением, которое вызывает падение напряжения на концах элемента.
Допустимое падение напряжения на элементе должно соответствовать стандарту и приводится в числе характеристик как максимальное падение напряжения при номинальном токе (IRated). При использовании схем с малым током и напряжением питания необходимо учитывать этот параметр,рекомендуемое падение напряжения на предохранителе должно быть по крайней мере в пять раз меньше минимального напряжения питания цепи.
Температура
Под этим параметром подразумевается температура окружающей среды непосредственно около предохранителя (1 см). Для предотвращения преждевременного перегорания предохранителя окружающая температура не должна превышать 70 °C.
Основное применение предохранителей — защита от повышенных токов. Различные устройства по-разному реагируют на превышение тока. Для некоторых фатальным может быть воздействие кратковременного импульса тока с большой амплитудой, для других — незначительное превышение номинального тока, но на большой интервал времени. Поэтому компания Wickmann выпускает предохранители с различными временными параметрами: Fast-acting и Time lag.
Предохранители группы Fast-acting используются для защиты устройств от кратковременных скачков с большой амплитудой в цепях, где отсутствуют скачки при включении или пульсирующие токи. Предохранители Time lag используются в цепях с емкостной и индуктивной нагрузкой, где присутствуют переходные процессы при включении и выключении, броски и импульсы тока.
Спектр продукции компании Wickmann широк. Рассмотрим основные типы и особенности предохранителей, производящиеся в настоящее время.
Миниатюрные предохранители
С 30-х годов ХХ века широко применяются миниатюрные предохранители (miniature fuses), представляющие собой стеклянную или керамическую трубку с контактами на торцах, размером 5х20 и 6,3х32 мм. Удобство в использовании, простота обнаружения неисправного предохранителя (в стеклянной трубке) и его замены, широкий диапазон токов и напряжений, соответствие различным стандартам позволили предохранителям этого типа стать самым распространенным решением для защиты первичных цепей электропитания.
Субминиатюрные предохранители
Группа субминиатюрных предохранителей включает семейства TR5, TR3, TE5 и picofuse. Эти предохранители имеют очень малые размеры и наилучшим образом подходят для телекоммуникационного оборудования, устройств обработки данных и модулей с малыми печатными платами, для автоматического монтажа. Предохранители серий TR5 и TE5 по своим характеристикам близки к миниатюрным предохранителям, но имеют меньшее значение падения напряжения, лучшую защиту от вибрации и занимают на 70% меньшую площадь по сравнению с миниатюрными предохранителями.
SM-предохранители
Предохранители данного типа используют технологию, основанную на тонких металлических пленках, и широко применяются в мобильных устройствах. Стандартные размеры и возможность упаковки в ленты позволяют использовать их в паяльных станциях.
Blade-type предохранители
С начала 70-х годов предохранители данного типа широко используются в автомобилестроении. Использование для выводов специального медного сплава позволяет добиться самого низкого сопротивления и самой низкой рабочей температуры для данного типа предохранителей. Благодаря малой стоимости и удобству в эксплуатации, они получили популярность во многих приложениях, использующих малое напряжение питания и токи от единиц до сотни ампер.
Применение плавких предохранителей требует их замены после срабатывания. Это вынуждает размещать блоки предохранителей в легкодоступных местах для удобства обслуживания оборудования. Использование самовосстанавливающихся предохранителей Polyfuse позволяет снизить время на восстановление и облегчить разработку и обслуживание устройств.
Самовосстанавливающиеся предохранители
Самовосстанавливающиеся предохранители Polyfuse основаны на полимерах с положительным температурным коэффициентом.
При возникновении аварийной ситуации полимер, имеющий кристаллическую решетку с токопроводящими цепочками, переходит в аморфное состояние и увеличивает свое сопротивление, препятствуя тем самым прохождению большого тока. Предохранитель остается в таком состоянии до тех пор, пока находится под воздействием факторов, вызвавших срабатывание. После остывания полимера он восстанавливает свои свойства и снова готов к работе.
Серия Polyfuse производится в различных типах корпусов: дисковых с радиальными проволочными выводами, плоских прямоугольных корпусах с ленточными выводами, для поверхностного монтажа.
Предохранители Polyfuse наилучшим образом подходят для защиты низковольтных цепей до 60 В. Типичные приложения — компьютерные карты, телекоммуникационное оборудование, бытовая техника, промышленная автоматика, автомобили.
Помимо самих предохранителей Wickmann также выпускает широкий спектр держателей для различных типов предохранителей.
Павел Хребтов
|
