Comment savoir si un fusible fonctionnera correctement?

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Je veux savoir quel type de test périodique nous utilisons pour tester si un fusible limiteur de courant va normalement s'ouvrir et protéger un circuit électronique (un chargeur de batterie) en cas de défaillance (court-circuit ou surintensité). Supposons que j'ai un fusible qui prend en charge 5A de courant et que si le courant est supérieur à cette valeur, cela endommagera les cellules de la batterie (ventilation). Si le fusible, qui est le dernier recours dans mon système de protection, ne s'ouvre pas (bloqué), mon circuit sera endommagé.

Quel est le test périodique que nous pouvons utiliser pour nous assurer que le fusible peut s'ouvrir en toute sécurité en cas de court-circuit ou que le courant est supérieur à la valeur maximale (5A dans cet exemple)?

safety power-electronics fuses

— R Djorane
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Il est très difficile de tester correctement les fusibles car non seulement le courant de fusion est important, mais le taux de variation du courant à travers le fusible et la température ambiante jouent un rôle très important dans le temps qu'il faut au fusible pour sauter. Cela, bien sûr, déterminera la durée de votre widget sera exposé à maximum de courant et, en fait, que ça va protégeront le fusible. Pour quoi, en particulier, voulez-vous tester? Juste pour que vous sachiez ce que vous affrontez, voici une bonne lecture:

— EM Fields

Vous ne nous dites pas plusieurs choses qui se révèlent importantes dans la sélection des fusibles ... (si vous lisez un texte profi sur les fusibles, comme Wright et Newbery Electric Fuses , 3e éd.) votre circuit que vous souhaitez protéger? Semiconducteurs? Condensateurs? Transformateurs? Des moteurs? Il s'avère que tous ceux-ci ont des critères de sélection légèrement différents pour leurs fusibles de protection. De plus, de quelles tensions parlons-nous? AC ou DC? Même cela compte!

— Fizz

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"Dommage que le pauvre fusible ... quand il fait son travail, nous disons qu'il a échoué" (un ingénieur de la BBC)

— Brian Drummond

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Dans les applications industrielles, le fusible est initialement sélectionné (taille maximale autorisée) en fonction de la taille du câblage de l'appareil (codes de câblage) et de toutes les exigences de l'appareil (qui peuvent être le résultat d'un test dans des conditions de défaut). En effet, certains tests que j'ai effectués ont nécessité "un fusible non renouvelable qui conduit deux fois son courant nominal pendant au moins 12 secondes". À partir de cela et d'autres conversations, j'ai appris à traiter les fusibles comme une protection pour le câblage et les connecteurs, sauf si vous optez pour quelque chose comme un fusible semi-conducteur.

— Cuillère

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Pour la protection des semi-conducteurs contre les défauts, la valeur du fusible est très importante. Voir, par exemple, ce guide de Schurter .

I^{2} t

$I^2t$

— Spehro Pefhany

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Je pense que peut-être vous vous méprenez sur le comportement d'un fusible.

Un fusible ne s'ouvre pas instantanément lorsque le courant rencontre le Ampere Rating. Il y a un minimum Opening Timeà 100% de la puissance nominale, et il y aura également un temps d'ouverture maximum à des courants plus élevés tels que 200% ou 1000% de la puissance nominale.

Par exemple, un Littelfuse 0251005.NRT1L (fiche technique http://www.littelfuse.com/~/media/electronics/datasheets/fuses/littelfuse_fuse_251_253_datasheet.pdf.pdf ) répertorie les éléments suivants:

100% de l'intensité nominale: Temps d'ouverture 4 heures min
275% de l'intensité nominale: Temps d'ouverture 300 ms max.
400% de l'intensité nominale: Temps d'ouverture 30 ms max.
1000% de l'intensité nominale: Temps d'ouverture 4 ms max.

Donc, ce fusible de 5 A avec 5 A de courant qui le traverse, est garanti de ne PAS s'ouvrir pendant au moins 4 heures. Mais lorsque le courant dépasse 13,75 A, ce fusible est garanti de s'ouvrir dans les 300 ms. Si le courant atteint 50A, le fusible s'ouvre très rapidement. Mais si le courant n'est que de 10 A, le fusible ne s'ouvrira pas instantanément.

Si vous utilisez un fusible 2A Ampere Rating à la place, alors le pointage de 275% de Ampere Rating est 5,5A, ce qui est plus proche de ce que vous voulez dans votre exemple. Mais si votre application consomme généralement plus de 2 ampères, le fusible de 2 A sautera parfois. Surtout si l'équipement reste allumé pendant une longue période.

Les fusibles n'ont tout simplement pas de courant de "coupure ouverte" très étroitement contrôlé. Ce sont des appareils à usage unique; une fois qu'un fusible est testé au point de s'ouvrir, ce fusible est définitivement détruit - le contrôle statistique des processus est donc le seul moyen pratique de garantir que les fusibles sont susceptibles de fonctionner.

Vous pouvez effectuer le même type de test. Si vous construisez un lot de 500 appareils, achetez une bobine de 5000 fusibles. (Encore une fois, je suppose que le picofuse, qui ressemble à des résistances à fil axial de 1/4 watt. Les fusibles à tube de verre ne viennent pas dans la bande et la bobine.) Lorsque vous obtenez ce gros lot de fusibles, vous retirez au hasard quelques échantillons, peut-être 100 fusibles. Testez dans deux conditions différentes: - doit maintenir un courant inférieur à 100% de l'intensité nominale pendant xx - doit toujours s'ouvrir dans le temps xx avec un courant de test de 275% (il s'agit de la partie destructrice du test)

Plus vous testez de fusibles, plus l'échantillon testé sera proche des fusibles non testés et plus vous serez confiant que les fusibles fonctionnent comme annoncé. Mais plus vous dépenserez de temps et d'argent pour remplir la poubelle avec des fusibles usagés.

Un autre inconvénient est que si vous concluez de vos tests que cette bobine de fusibles n'est pas à la hauteur de vos normes, le distributeur pourrait ne pas accepter les retours d'une bobine partielle. Vous seriez donc à 1400 $.

— MarkU
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Un fusible ne peut pas être utilisé pour protéger un circuit contre les surintensités. Si votre circuit tire un courant excessif (à partir d'une alimentation en tension, il devrait gérer), il est déjà défectueux.

Un fusible empêche le feu (normalement) en protégeant les câbles d'alimentation de prendre trop de courant pendant une période trop longue et de fondre. L'impact de la fonte des câbles est bien sûr beaucoup plus grave et peut entraîner une électrocution et des incendies encore plus importants. Les fusibles ne protègent pas un composant électronique contre les pannes.

Si vous voulez une protection contre les surtensions, c'est une autre histoire et un fusible en conjonction avec une diode Zener (ou un circuit crowbar) peut le faire.

Vous devez vous rappeler qu'un fusible évalué à 5 ampères transportera ce courant indéfiniment.

entrez la description de l'image ici

Si vous regardez les courbes au-dessus du fusible 6A, il peut "casser" à 36 ampères en 0,1 seconde ou prendre 5 secondes pour "casser" à 17 ampères. Cela signifie qu'un fusible ne limite pas le courant - il protège thermiquement.

— Andy aka
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"Les fusibles ne protègent pas un composant électronique contre les pannes." n'est pas nécessairement vrai, étant donné qu'un fusible entre la sortie d'un amplificateur audio et un haut-parleur pourrait bien empêcher leur fumée magique de s'échapper tout en sacrifiant la sienne.

— EM Fields du

@EMFields - le fusible ne protégerait pas contre les pannes de surcharge de courant instantanées des transistors, mais il protégerait probablement contre la surcharge de puissance moyenne. Dans votre exemple, le fusible "protège" les composants en amont (plutôt qu'en aval) - l'op dit que le fusible est le "dernier recours" et je suppose que cela signifie qu'il est dans l'alimentation du circuit qu'il souhaite protéger. Je pense que le fusible, dans votre exemple, protégerait le haut-parleur en cas de court-circuit d'un transistor. Peut-être que l'op pourrait clarifier?

— Andy aka

"Un fusible ne peut pas être invoqué pour protéger un circuit contre les surintensités." Ceci est hélas manifestement faux si vous lisez un texte professionnel comme Wright et Newbery, Electric Fuses , 3e éd. Les fusibles offrent une grande protection contre les surintensités lorsqu'ils sont correctement sélectionnés ... ce qui n'est cependant pas le cas (vous dites correctement) en utilisant un fusible X Amp. C'est principalement une question d'intégrale Joule (I ^ 2t) du fusible étant en dessous de ce que l'appareil peut gérer. Cela se complique à partir de là, selon l'appareil.

— Fizz

@RespawnedFluff Je parle de surintensité instantanée. En quoi (spécifiquement) ce que j'ai dit est-il manifestement faux? Vous semblez alors convenir avec moi que c'est le joule-seconde contre lequel un fusible protège. Que dites-vous précisément? Peut-être qu'il y a un lien vers le document que vous mentionnez?

— Andy aka

Une surintensité instantanée (pendant une durée absurdement petite) ne détruira pas un appareil, seule l'intégrale Joule le fera. Précisément la même chose qui détruit le fusible. Comment proposez-vous qu'un fusible empêche les incendies s'il ne limite pas le courant de manière significative à travers quoi que ce soit? De plus, un circuit peut ne pas être défectueux à 100%. Certains composants peuvent avoir échoué ou même une erreur utilisateur s'est produite. Limiter l'énergie qui est déversée dans le circuit dans un tel cas peut économiser certains de ses autres composants. Ou du moins, c'est ce que le livre de fusibles me dit.

— Fizz

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Ce n'est pas une réponse directe à la question, mais là encore, la plupart des autres réponses ici ne le sont pas non plus, elles énoncent simplement des faits plus ou moins corrects sur les fusibles en général, et la protection qu'ils peuvent ou non fournir à équipement. Voici les conseils généraux de Wright and Newbery's Electric Fuses , 3e éd., P. 139, avant d'en arriver aux spécificités, spécificités qui dépendent de l'appareil protégé.

Premièrement, le courant de fusion minimal du fusible doit être légèrement inférieur au courant que les câbles et l'équipement peuvent transporter en continu.

L'élément d'équipement sera généralement capable de transporter des courants de surcharge pendant des périodes limitées, et le fusible devrait fonctionner à ces niveaux de courant dans des délais légèrement plus courts que les valeurs de temps d'équipement correspondantes. [Cela fait référence à l'intégrale de Joule comme il s'avère plus tard.]

Des courants plus élevés peuvent circuler en raison de défauts à l'intérieur de l'équipement et, dans ces circonstances, la principale exigence est d'éviter tout dommage consécutif au reste du circuit.

Une fois que nous aurons appris plus de détails de l'OP au-delà de l'exigence 5A, qui correspond essentiellement à l'exigence du premier paragraphe de la citation, nous serons en mesure d'en dire plus.

Si vous avez besoin de plus du livre:

La CEI TR 61818, un guide d'application pour les fusibles basse tension, résume les avantages des fusibles limiteurs de courant et il est jugé approprié d'attirer l'attention des lecteurs sur ces avantages. Beaucoup de ces avantages s'appliquent également aux fusibles haute tension et miniatures. • Aucun dommage pour la protection de type 2 selon CEI 60947-4-1 et CEI 60947-4-2. En limitant l'énergie de court-circuit et les courants de crête à des niveaux extrêmement bas, les fusibles sont particulièrement adaptés à la protection de type 2 sans endommager les composants des circuits du moteur.

Il semble donc que les fusibles offrent une protection contre les surintensités au moins dans le sens où les experts en fusibles utilisent ce terme ...

— Pétiller
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Ok, celui qui a voté contre, cela aiderait sûrement à expliquer ce avec quoi vous n'êtes pas d'accord.

— Fizz

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Je vais supposer que vous voulez dire un fusible et non un disjoncteur. Cela signifie qu'une fois le fusible grillé, vous devrez le remplacer.

Un fusible est constitué d'un conducteur fait d'un matériau spécial qui fondra lorsqu'une certaine quantité de courant le traversera. Cela dit, les fusibles sont extrêmement fiables. Ils sont fermés pour éviter toute réaction indésirable avec l'environnement.

La seule chose qui peut mal tourner avec un fusible est un arc de tension. Les fusibles ont une tension nominale maximale et s'ils sont dépassés, ils peuvent provoquer un arc à travers le fusible qui endommagera probablement l'électronique.

Si vous vérifiez la tension nominale et que vous savez que vous avez le bon fusible de courant maximum, alors je ne vous recommanderais pas de le tester du tout.

Mais, si vous voulez le tester, vous pouvez retirer le fusible et y brancher une alimentation. Cela créera un court-circuit et devrait faire sauter le fusible.

— Addison
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Le PO n'a pas demandé de test de destruction sans qu'aucune donnée n'ait été prise. -1

— EM Fields

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Je suis en fait curieux de savoir comment vous testeriez un fusible fusible normal sans le détruire. Il faut, bien entendu, mesurer en plus (ou mieux enregistrer sur une lunette avec mémoire etc.) le transitoire courant en soufflant. La réponse pourrait certainement être améliorée, mais à moins qu'il n'y ait une méthode radicalement différente ... comme s'assurer que le fusible testé puisse être réutilisé ... Je ne suis pas convaincu qu'Addison mérite le vote négatif.

— Fizz

@RespawnedFluff: Votez ensuite Addison, marquez mon commentaire et améliorez la réponse.

— EM Fields du

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Le test que vous pouvez effectuer sur une base périodique qui prouvera que votre circuit survit jusqu'à 5A pourrait être effectué de la manière suivante.

Retirez le fusible réel du porte-fusible du produit à tester.
Remplacez le fusible par des connexions à deux fils qui vont à un appareil d'essai spécial. Cela pourrait être un dispositif de connexion en forme de fusible qui a les deux fils soudés à ses extrémités et se branche ensuite dans le porte-fusible.
Le dispositif de test spécial est une chose que vous construirez pour détecter le courant à travers les deux fils. Les deux fils passent à travers une petite résistance de détection de courant et une paire de contacts de relais qui sont normalement fermés. Lorsque l'appareil d'essai détecte un courant à 5 A, il ouvre le relais et se verrouille dans cet état jusqu'à ce qu'un bouton soit enfoncé pour préparer l'appareil d'essai pour le prochain essai.
Une autre partie du dispositif de test est conçue de manière appropriée (spécifique à votre produit) qui injecte du courant dans ou charge une partie de votre circuit de manière linéaire de 0A jusqu'à un maximum de MAX-A par exemple. Par exemple, si votre circuit de produit est conçu comme un convertisseur de tension pour fournir une charge allant jusqu'à 5 A à une tension de sortie de 12 V, le dispositif de test peut être conçu comme une charge active de courant qui est contrôlée pour descendre de 0 à MAX-A en d'une manière rampante.
Mettez le produit sous test sous tension.
Activez le banc d'essai pour démarrer la montée du courant de 0 à MAX-A.
Vérifiez que l'appareil d'essai a détecté le courant à 5 A et verrouillé le relais ouvert.
Coupez l'alimentation du produit testé, retirez les connexions du dispositif de test et remplacez le fusible.
Vérifiez qu'il n'y a pas de composants brûlés dans le produit testé.
Effectuez le test fonctionnel normal sur le produit pour vous assurer qu'il fonctionne toujours correctement.

Cela devrait vous donner une idée du flux de test et de l'équipement de test que vous devez construire. Il est clairement spécifique au produit pour déterminer comment le dispositif de courant 0 à MAX-A est conçu et fixé au circuit.

Vous pouvez décider de modifier le niveau de courant de test de 5 A à une valeur supérieure de 20% ou 40% afin de fournir une marge de test pour vous assurer que le circuit de votre produit est entièrement robuste jusqu'à la limite de spécification de 5 A et au-delà. .

— Michael Karas
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Les fusibles ne sont pas une grande mesure pour protéger les circuits avec des limites de courant strictes; ils sont là pour protéger l'utilisateur des risques d'incendie et d'électrocution.

Un fusible IEC 5A conduira en continu à 5A. Et pendant assez longtemps à 5.1A. Et pendant un certain temps (millisecondes à secondes) à 10A. Les caractéristiques exactes sont dans la fiche technique; ils sont probablement déterminés en modélisant le fil du fusible et vérifiés par des essais destructifs d'échantillons de production.

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

— pjc50
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