Как узнать, правильно ли сработает предохранитель?

12

Я хочу знать, какой периодический тест мы используем, чтобы проверить, нормально ли размыкается предохранитель ограничения тока и защищает электронную цепь (зарядное устройство) в случае сбоя (короткое замыкание или перегрузка по току). Предположим, что у меня есть предохранитель, который поддерживает 5А тока, и что если ток превышает это значение, это повредит элементы батареи (вентиляция). Если предохранитель, который является последним средством в моей схеме защиты, не сработает (застрянет), то моя цепь будет повреждена.

Какой периодический тест мы можем использовать, чтобы убедиться, что предохранитель может безопасно отключиться в случае короткого замыкания или если ток превышает максимальное значение (в данном примере 5 А)?

safety power-electronics fuses

— R Djorane
источник

3

Очень трудно правильно проверить предохранители, потому что не только важен ток плавления, но и скорость изменения тока через предохранитель и температура окружающей среды играют очень большую роль в том, сколько времени требуется, чтобы перегорел предохранитель. Это, конечно, определит, как долго ваш виджет будет подвергаться перегрузке по току и, фактически, будет ли он защищать предохранитель. Что конкретно вы хотите проверить? Просто чтобы вы знали, с чем вы столкнулись, вот хорошая статья:

— EM Fields

Вы не говорите нам несколько вещей, которые оказываются важными при выборе предохранителей ... (если вы читаете профилактический текст по предохранителям, например, Wright и Newbery Electric Fuses , 3-е изд.) Что такое ценный / дорогой материал в вашу схему, которую вы хотите защитить? Полупроводники? Конденсаторы? Трансформаторы? Моторы? Оказывается, все они имеют несколько разные критерии выбора предохранителей. Кроме того, о каких напряжениях идет речь? AC или DC? Даже это имеет значение!

— Fizz

7

«Жаль, бедный предохранитель ... когда он делает свою работу, мы говорим, что он потерпел неудачу» (в ближайшее время инженер BBC)

— Брайан Драммонд

1

В промышленных применениях предохранитель изначально выбирается (максимально допустимый размер) в зависимости от размера проводки к устройству (коды проводки) и любых требований к устройству (которые могут быть результатом тестирования в условиях неисправности). Действительно, некоторые испытания, которые я провел, требовали «невозобновляемого предохранителя, который проводит в два раза больше номинального тока в течение как минимум 12 секунд». Из этого и других разговоров я узнал, что предохранители следует рассматривать как защиту проводки и разъемов, если только вы не выберете что-то вроде полупроводникового предохранителя.

— ложка

1

Для защиты полупроводников от повреждений, значение предохранителя очень важно. Смотрите, например, это руководство от Шуртера .

I^{2} t

$I^2t$

— Спехро Пефхани

17

Я думаю, может быть, вы неправильно понимаете, как ведет себя предохранитель.

Предохранитель не открывается мгновенно, когда ток соответствует Ampere Rating. Минимальное значение Opening Timeсоставляет 100% от рейтинга ампер, а также максимальное время открытия при более высоких токах, таких как 200% или 1000% от рейтинга ампер.

Например, Littelfuse 0251005.NRT1L (лист данных http://www.littelfuse.com/~/media/electronics/datasheets/fuses/littelfuse_fuse_251_253_datasheet.pdf.pdf ) перечисляет следующее:

100% от ампер-рейтинга: время открытия 4 часа, мин.
275% от ампер-рейтинга: время открытия 300 мс Макс
400% от ампер-рейтинга: время открытия 30 мс Макс
1000% от ампер-рейтинга: время открытия 4 мс Макс

Таким образом, этот предохранитель 5А с током 5А, проходящим через него, гарантированно НЕ разомкнут в течение как минимум 4 часов. Но когда ток превышает 13,75 А, этот предохранитель гарантированно сработает в течение 300 мс. Если ток достигает 50А, предохранитель открывается очень быстро. Но если ток составляет всего 10А, предохранитель не может мгновенно сработать.

Если вместо этого вы используете плавкий предохранитель на 2 А, то 275% номинального значения Ампера составляет 5,5 А, что ближе к тому, что вы хотите в своем примере. Но если ваше приложение обычно потребляет более 2 ампер, то предохранитель с номиналом 2 А иногда срабатывает. Особенно, если оборудование оставлено включенным на длительный период времени.

Плавкие предохранители просто не имеют очень строго контролируемого тока "открытого отказа". Это одноразовые устройства; после того, как плавкий предохранитель проверен до точки открытия, этот предохранитель окончательно разрушается, поэтому статистический контроль процесса является единственным практическим способом обеспечения того, чтобы предохранители сработали.

Вы можете выполнить такое же тестирование. Если вы собираете партию из 500 устройств, приобретите катушку из 5000 предохранителей. (Опять же, я предполагаю, что picofuse похож на резисторы 1/4 Вт с осевыми выводами. Предохранители из стеклянных трубок не входят в ленту и катушку.) Когда вы получаете эту большую серию предохранителей, вы случайно вытаскиваете некоторые образцы, возможно, 100 предохранителей. Испытание в двух разных условиях: - должно выдерживать ток ниже 100% номинального тока в течение хх времени - всегда должно открываться в течение времени хх при испытательном токе 275% номинального тока (это разрушительная часть теста)

Чем больше предохранителей вы тестируете, тем ближе тестируемый образец будет напоминать непроверенные предохранители, и тем более вы будете уверены, что предохранители работают так, как рекламируется. Но чем больше времени и денег вы потратите, чтобы заполнить мусорный бак использованными предохранителями.

Еще одним недостатком является то, что, если вы пришли к выводу, что в результате тестирования данный катушечный предохранитель не соответствует вашим стандартам, дистрибьютор может не принять возврат частичного катушек. Таким образом, вы вышли бы за 1400 долларов.

— Марку
источник

11

Предохранитель не может использоваться для защиты цепи от перегрузки по току. Если ваша цепь потребляет чрезмерный ток (от источника напряжения, с которым она должна работать), то она уже неисправна.

Предохранитель предотвращает возгорание (обычно), защищая питающие кабели от чрезмерного тока в течение слишком долгого времени и плавления. Конечно, влияние таяния кабелей намного серьезнее и может привести к поражению электрическим током и еще более сильным пожарам. Предохранители не защищают часть электроники от отказа.

Если вам нужна защита от перенапряжения, это другая история, и предохранитель в сочетании с стабилитроном (или ломовой цепью) может это сделать.

Вы должны помнить, что предохранитель номиналом 5 А будет нести этот ток в течение неопределенного времени.

введите описание изображения здесь

Если вы посмотрите на кривые выше, предохранитель на 6 А может «сломаться» при 36 А за 0,1 секунды или потребуется 5 секунд, чтобы «сломаться» при 17 А. Это означает, что предохранитель не ограничивает ток - он термически защищает.

— Энди ака
источник

«Предохранители не защищают часть электроники от отказа». это не обязательно так, учитывая, что предохранитель между выходом аудиоусилителя и громкоговорителя вполне может удерживать их магический дым от утечки, жертвуя своим собственным.

— EM Fields

@EMFields - предохранитель не защитит от мгновенной перегрузки по току транзисторов, но, скорее всего, защитит от перегрузки средней мощности. В вашем примере, предохранитель «защищает» компоненты восходящего (а не нисходящего) потока - опора говорит о том, что предохранитель является «последним средством», и я понимаю, что это означает, что он находится в подаче питания на Схема он хочет защитить. Я считаю, что предохранитель в вашем примере защитит динамик, если транзистор замкнут. Может быть, операция могла бы уточнить?

— Энди ака

«Предохранитель не может использоваться для защиты цепи от перегрузки по току». Это, увы, явно ложно, если вы читаете профессиональный текст, такой как Райт и Ньюбери, « Электрические предохранители» , 3-е изд. Плавкие предохранители обеспечивают достаточную защиту от перегрузки по току при правильном выборе ... но это, как вы правильно сказали, не сделано с помощью предохранителя X amp. Это в основном дело в том, что интеграл Джоуля (I ^ 2t) предохранителя находится ниже того, что может выдержать устройство. Это усложняется оттуда, в зависимости от устройства.

— Fizz

@RespawnedFluff Я говорю о мгновенном сверхтоке. Каким образом (конкретно) то, что я сказал, явно ложно? Затем вы, кажется, соглашаетесь со мной, что предохранитель защищает от джоулей секунды. Что именно ты говоришь? Может быть, есть ссылка на упомянутый вами документ?

— Энди ака

Мгновенный сверхток (в течение абсурдно небольшого промежутка времени) не разрушит устройство, только интеграл Джоуля. Точно то же самое, что разрушает предохранитель. Как вы предлагаете, предохранитель предотвращает возгорание, если не ограничивает ток значимым образом через что-либо? Кроме того, цепь не может быть неисправна на 100%. Возможно, произошел сбой какого-либо компонента или даже произошла ошибка пользователя. Ограничение энергии, которая сбрасывается в цепь в таком случае, может спасти некоторые из ее других компонентов. Или, по крайней мере, это то, что говорит мне книга по предохранителям.

— Fizz

5

Это не прямой ответ на вопрос, но опять же, большинство других ответов здесь также не являются, они просто излагают некоторые более или менее правильные факты о предохранителях в целом, и защиту, которую они могут или не могут предоставить оборудование. Вот общий совет от Электрических Предохранителей Райта и Ньюбери , 3-е изд., С. 139, прежде чем он доходит до специфики, специфики, которые зависят от защищаемого устройства.

Во-первых, минимальный ток плавкого предохранителя должен быть немного ниже тока, который кабели и элемент оборудования могут постоянно нести.

Элемент оборудования, как правило, может выдерживать токи перегрузки в течение ограниченных периодов, и предохранитель должен работать при этих уровнях тока в несколько раз короче, чем соответствующие значения времени соответствующего оборудования. [Это относится к интегралу Джоуля, как выясняется позже.]

Более высокие токи могут протекать в результате неисправностей в элементе оборудования, и в этих обстоятельствах основное требование состоит в том, что следует предотвратить последующее повреждение остальной части цепи.

Как только мы узнаем больше подробностей из OP, помимо требования 5A, которое в основном просто соответствует требованию первого абзаца в цитате, мы сможем сказать больше.

Если вам нужно больше из книги:

МЭК TR 61818, руководство по применению низковольтных предохранителей, дает краткое описание преимуществ предохранителей с ограничением тока, и было бы целесообразно обратить внимание читателей на эти преимущества. Многие из этих преимуществ также применимы к высоковольтным и миниатюрным плавким предохранителям [...] • Экономичная защита: компактный размер обеспечивает недорогую защиту от перегрузки по току при высоких уровнях короткого замыкания. • Отсутствие повреждений для защиты типа 2 в соответствии с МЭК 60947-4-1 и МЭК 60947-4-2. Ограничивая энергию короткого замыкания и пиковые токи до крайне низких уровней, предохранители особенно подходят для защиты типа 2 без повреждения компонентов в цепях двигателя.

Таким образом, кажется, предохранители предлагают защиту от перегрузки по крайней мере в том смысле, что эксперты по предохранителям используют этот термин ...

— шипение
источник

1

Хорошо, кто бы это ни отрицал, это наверняка поможет объяснить, с чем вы не согласны.

— Fizz

4

Я собираюсь предположить, что вы имеете в виду предохранитель, а не выключатель. Это означает, что после того, как предохранитель перегорел, вам придется заменить его.

Предохранитель состоит из проводника, изготовленного из специального материала, который плавится при прохождении через него определенного количества тока. При этом предохранители чрезвычайно надежны. Они закрыты для предотвращения нежелательных реакций с окружающей средой.

Практически единственное, что может пойти не так с предохранителем, - это дуга напряжения. Предохранители имеют максимальное номинальное напряжение, и при превышении оно может вызвать дугу на предохранителе, что, скорее всего, приведет к повреждению электроники.

Если вы проверите номинальное напряжение, и вы знаете, что у вас есть правильный максимальный ток предохранителя, то я бы не рекомендовал вам проверять его вообще.

Но, если вы хотите проверить его, вы можете удалить предохранитель и подключить к нему блок питания. Это создаст короткое замыкание и должно перегореть предохранитель.

— аддисон
источник

ОП не запросил испытания на уничтожение без данных. -1

— EM Fields

2

Мне действительно любопытно, как бы вы проверили нормальный плавкий предохранитель, не разрушив его на самом деле. Конечно, нужно дополнительно измерить (или лучше записать на область с памятью и т. Д.) Текущий переходный процесс при ударах. Ответ, безусловно, может быть улучшен, но если не будет совершенно другого метода ... такого как обеспечение возможности повторного использования проверенного предохранителя ... Я не уверен, что Addison заслуживает отрицательного ответа.

— Fizz

@RespawnedFluff: Затем добавьте комментарий к Addison, отметьте мой комментарий и улучшите ответ.

— EM Fields

4

Тест, который вы можете проводить на периодической основе, который докажет, что ваша цепь выдерживает напряжение до 5А, может быть выполнен следующим образом.

Снимите сам предохранитель с держателя предохранителя в тестируемом продукте.
Замените предохранитель с помощью двухпроводного соединения, которое идет к специальному испытательному приспособлению. Это может быть соединительное устройство в форме плавкого предохранителя, у которого два провода припаяны к его концам, а затем подключены к держателю предохранителя.
Специальное тестовое устройство - это то, что вы могли бы создать, чтобы воспринимать ток через два провода. Два провода проходят через малозаметный токовый резистор и пару релейных контактов, которые нормально замкнуты. Когда тестовое устройство воспринимает ток в 5А, оно открывает реле и фиксируется в этом состоянии, пока не будет нажата какая-либо кнопка, чтобы подготовить тестовое устройство к следующему тесту.
Другая часть тестового прибора спроектирована надлежащим образом (специфично для вашего продукта), который либо вводит ток, либо загружает некоторую часть вашей цепи линейным образом от 0A до максимума, скажем, MAX-A. Например, если схема вашего изделия спроектирована как преобразователь напряжения для питания нагрузки до 5 А при выходном напряжении 12 В, тестовое устройство может быть сконструировано как нагрузка потребления активного тока, которая управляется для снижения от 0 до MAX-A в неуклюжая манера
Включите тестируемый продукт.
Активируйте тестовое устройство, чтобы начать увеличение тока от 0 до MAX-A.
Убедитесь, что тестовое устройство измеряло ток на 5А и зафиксировало реле разомкнутым.
Отключите питание тестируемого продукта, отсоедините соединения от тестового прибора и замените предохранитель.
Убедитесь, что в тестируемом продукте нет сгоревших компонентов.
Выполните нормальную функциональную проверку продукта, чтобы убедиться, что он по-прежнему работает правильно.

Это должно дать вам представление о ходе тестирования и оборудовании для тестирования, которое вам необходимо создать. Специфично для конкретного продукта выяснить, как устройство тока от 0 до MAX-A проектируется и подключается к цепи.

Вы можете принять решение изменить уровень тестового тока 5А на значение, которое на 20% или 40% выше, чтобы обеспечить некоторый тестовый запас, чтобы гарантировать, что цепь в вашем продукте полностью устойчива вплоть до и выше предела спецификации 5A ,

— Майкл Карас
источник

2

Предохранители не являются хорошей мерой для защиты цепей с жесткими ограничениями тока; они предназначены для защиты пользователя от пожара и поражения электрическим током.

Предохранитель IEC 5А будет постоянно работать при 5А. И довольно долго на 5.1А. И какое-то время (от миллисекунд до секунд) при 10А. Точные характеристики указаны в техническом описании; по-видимому, они определяются путем моделирования плавкой проволоки и проверяются разрушающими испытаниями образцов из производства.

http://www.schurter.co.uk/content/download/194051/5552460/file/Guide_to_Fuse_Selection.pdf

— pjc50
источник