Làm thế nào để tôi chọn một cầu chì? Liên kết dễ bị hư hỏng vs Polyfuse?

Tôi nhận ra đây là một lĩnh vực chủ đề cực kỳ rộng nhưng tôi cần biết cách chọn cầu chì để bảo vệ mạch điện.

Gần đây, một PSU giá rẻ của một người bạn đã nổ tung một cách khá ngoạn mục (hai MOSFET chính đã nổ tung - quần short đã chết.) Nó đã công suất 400W nhưng trên PCB cho biết 235W (nguồn cung cấp năng lượng nằm nhiều hơn.) Mặc dù 235W là khoảng 1A ở 230Vac, nó đã sử dụng một cầu chì thủy tinh 5A. Tại sao đánh giá quá cao? Cầu chì, tuy nhiên, đã bị nổ trong thời gian này, vì vậy cầu chì đã làm công việc của nó. Cầu chì cắm KHÔNG nổ.

Trong dự án Super OSD của tôi, tôi đang cố gắng bảo vệ một mạch sử dụng tối đa 455mA. Tôi đang sử dụng một polyfuse 500mA. Có lời khuyên tương tự áp dụng cho polyfuses? Tôi có cần một polyfuse lớn hơn không?

Cầu chì là một chủ đề khó. Cầu chì 5A có thể vẫn còn nguyên ở mức 7A nhưng thổi ở 6A. Tất cả phụ thuộc vào cách thức mô hình hiện tại trong thời gian. Trong các cầu chì hình trụ thủy tinh có các loại nhanh (được đánh dấu là "F", thực ra là từ tiếng Đức "Flink"), sẽ thổi nếu dòng điện định mức bị vượt quá ngay cả trong một thời gian ngắn và có cầu chì thổi chậm (được đánh dấu " T ", từ tiếng Đức" Trage "), sẽ chịu được những đợt tăng ngắn. Hầu hết các nguồn cung cấp năng lượng sẽ sử dụng thứ hai, vì chúng sẽ gây ra một đỉnh hiện tại khi bật.

Cầu chì tự sửa chữa như PolyFuse là các thiết bị PTC có điện trở sẽ tăng lên giá trị rất cao nếu chúng nóng lên bởi dòng điện quá cao, nhưng chúng không bao giờ bị gián đoạn thực sự. Khi chúng nguội đi, chúng sẽ hoạt động trở lại và mạch có thể hoạt động trở lại, với điều kiện nguyên nhân cho việc vấp ngã được loại bỏ. Bởi vì nó phải phản ứng với việc làm nóng PolyFuse sẽ có điện trở nhất định, nhiều hơn cả cầu chì thủy tinh. Kích thước của PolyFuse sẽ không chỉ phụ thuộc vào xếp hạng hiện tại mà còn xác định mức độ phản ứng của nó. Cần phải rõ ràng rằng một phần 0805 sẽ phản ứng nhanh hơn một đĩa đường kính 20 mm.

chỉnh sửa
Một biểu đồ sẽ cho thấy các cầu chì PTC khác nhau như thế nào từ các cầu chì dây kim loại:

Nếu có quá dòng thì điện trở sẽ tăng, giảm nhanh dòng điện (1/10 giây) xuống còn 1/10 giá trị, sau đó dòng điện vẫn sẽ giảm, nhưng chậm hơn nhiều và sẽ luôn duy trì dòng điện; bạn không bị gián đoạn hoàn toàn. Đây là phiên bản nhỏ cỡ 0603 SMT. Một phiên bản xuyên tâm như 600R phản ứng chậm hơn nhiều ( 10 giây để đi vào 1/10 của dòng điện), vì vậy rõ ràng PolyFuse sẽ không thực sự bảo vệ chống đoản mạch: đến khi dòng điện giảm xuống mức an toàn cấp một số thành phần có thể được chiên.

Loại cầu chì bạn chọn nên phụ thuộc vào những gì bạn muốn bảo vệ chống lại. Nếu nó quá dòng do lỗi linh kiện bạn không muốn thiết bị tự sửa chữa, bạn muốn dừng sản phẩm hoạt động cho đến khi nó được sửa chữa. (Trong câu trả lời này, tôi đã giải thích lý do tại sao loại cầu chì này không nên thay thế cho người dùng.) Đối với cầu chì nguồn, bạn không chọn PTC. OTOH, nếu các đỉnh hiện tại cao là bình thường trong sản phẩm của bạn, nhưng bạn không muốn thay đổi kích thước các thành phần của mình để đối phó với nó, PTC có thể giúp ích.

Cầu chì thường được đánh giá gấp đôi hoặc nhiều hơn dòng hoạt động bình thường tối đa. Điều này là vì ba lý do. Đầu tiên, cầu chì có nghĩa là để bảo vệ chống lại một cái gì đó thảm khốc, thường là ngắn. Một ngắn thực sự sẽ rút ra nhiều lần so với hiện tại hoạt động dự kiến ​​trong hầu hết các trường hợp. Thứ hai, bạn muốn có một số lợi nhuận. Bạn không muốn cầu chì bị vấp chỉ vì thiết bị đã ở dòng điện dự định trong một thời gian và dòng điện đó có thể hơi cao do dung sai bộ phận, điện áp đường dây hoặc bất cứ điều gì. Thứ ba, ngay cả trong hoạt động bình thường, rất nhiều thiết bị sẽ có dòng điện tạm thời cao. Ví dụ, một động cơ cần rất nhiều dòng điện để khởi động, một LEB (bóng đèn phát sáng) kiểu cũ có thể rút ra nhiều lần dòng điện định mức của nó trong vài mili giây trước khi đạt đến nhiệt độ vận hành,

Một số cầu chì là "đòn chậm", được thiết kế đặc biệt để vượt ra khỏi mức hiện tại trong một thời gian ngắn. Điều này là dành cho các thiết bị trong đó các quá độ thông thường có thể mất nhiều hơn một vài ms hoặc 10 giây ms.

Đối với polyfuse, hãy kiểm tra bảng dữ liệu một cách cẩn thận và xem mức kháng cự nào ở dòng điện dự định của bạn. Bạn có thể không thích sự sụt giảm điện áp mà bạn nhận được qua một polyfuse 500mA ở 455mA. Cũng nghĩ rằng những gì bạn đang thực sự cố gắng để bảo vệ chống lại. Nếu một cái gì đó trong thiết bị của bạn bị lỗi và nó rút ra 750mA, bạn có thực sự cần cầu chì để tắt không? Một cái gì đó đã bị hỏng, vì vậy cầu chì không phải để bảo vệ mạch hầu hết thời gian. Nó thường là để giữ cho thứ không bắt lửa và đốt nhà của ai đó. Tôi không biết thiết bị của bạn là gì, nhưng nếu vẽ 750mA sẽ không làm nóng đáng kể thiết bị, thì có lẽ bạn không cần bộ cầu chì quá chặt. Phản ứng giật đầu gối đầu tiên của tôi là bắt đầu với cầu chì 1A nếu bạn đang mong đợi 455mA, nhưng tôi không biết chi tiết về thiết bị của bạn.

Bạn nên có ba dòng điện trong một cầu chì Poly:

• Nắm giữ hiện tại
• Chuyến đi hiện tại
• Tối đa hiện tại

Hầu hết những gì tôi thấy có khoảng cách rộng hơn nhiều so với bạn cho phép. Ví dụ: nếu mạch của bạn kéo tối đa 455mA, thì chuyến đi hiện tại của bạn sẽ cao hơn một chút, nhưng việc giữ hiện tại của bạn sẽ xử lý việc đó.

Nhìn vào một PTC có dòng giữ 400 mA, nó có chuyến đi 800 mA và dòng tối đa 40A. Nếu bạn thiết kế quá gần, bạn sẽ bị vấp ngã trong quá trình sử dụng bình thường.

Nếu 455mA là tối đa tuyệt đối mà mạch của bạn có thể xử lý, nhưng nó thường hoạt động ở mức 200mA, thì một cầu chì có chuyến đi khoảng 500mA có thể sẽ hoạt động. Nếu hoạt động bình thường của bạn gần hơn với 455mA, bạn có thể cần cho phép nó xử lý nhiều dòng điện hơn trước khi vấp ngã mà không bị hư hại.

Hầu hết các cầu chì, đặc biệt là polyfuses, thường không nên dựa vào để bảo vệ các mạch khỏi thiệt hại ngoài việc bắt lửa, ngoại trừ những cầu chì có khả năng chịu được dòng điện vượt quá mức mà chúng thường xử lý. Thông thường vào thời điểm cầu chì bật lên, bất cứ thứ gì được cho là đã chuyển đổi dòng điện sẽ bị phá hủy và cầu chì sẽ là thứ cuối cùng trong mạch vẫn có khả năng làm gián đoạn dòng điện. Tốt hơn là bắt đầu một ngọn lửa, nhưng vẫn không tuyệt vời.

Nếu cần thiết để bảo vệ các mạch khỏi bị hư hại, tốt hơn hết là sử dụng kết hợp giới hạn dòng điện và dự phòng nhiệt trong các phần tử chuyển mạch chính. Lưu ý rằng một mình giới hạn dòng điện thường chỉ đủ trong các ứng dụng điện áp thấp và chỉ riêng dự phòng nhiệt chỉ đủ khi có thứ gì đó giới hạn dòng điện (tôi đã thấy các chip điều khiển động cơ được cho là "bảo vệ quá tải nhiệt" sáng lên giống như pháo sáng đường đủ nóng để kết hợp năng lượng và máy bay mặt đất bên dưới chúng, khi được cung cấp bởi nguồn cung cấp 20A và kết nối với một điểm chết chóc). Ngoài ra, ngay cả khi các cơ chế dự phòng hiện tại và hạn chế nhiệt tồn tại, cầu chì vẫn nên được sử dụng nếu sự cố chập điện tự phát (ví dụ từ ESD) có thể gây ra hỏa hoạn. Cầu chì thường không tốt cho nhiều thứ ngoài việc ngăn chặn hỏa hoạn