Pautas de dimensionamiento de fusibles

Un diseño para la protección primero debe definir lo que se necesita proteger y luego hacer coincidir la protección para que se ajuste a la especificación. para corriente pico * t, corriente media.

Los fusibles tienen un perfil I*t para acción rápida, normal y lenta, cada uno diferente en la velocidad de protección de la corriente nominal de retención I> frente a la duración t.

Mientras que las cargas de tapa y las bombillas tienen una corriente máxima muy corta >> Iavg, los motores pueden tener una duración mucho más larga con Ipk = 800% * I_nominal en muchos casos.

Esta duración de tiempo depende de la relación de masa inercial/relación de par y puede resultar en tiempos muy largos. La corriente máxima disminuirá a medida que aumente la velocidad y está limitada por la DCR [Ω] de la bobina y el interruptor, pero It (Amp-sec) era una clasificación común para los fusibles, pero ahora se usa I²t más preciso debido al tiempo para derretir el enlace del fusible con I²R t de energía (vatios por segundo)

¿Qué quieres proteger?

• el transistor?, luego use un limitador de corriente activo con sensor de corriente de 75mV.
• las huellas se vaporicen?
• la corriente de la batería de un cortocircuito? ... un Polyfuse puede funcionar o un golpe rápido de 2 ~ 5 veces la corriente nominal dependiendo del tiempo de aceleración total del motor.

Un diseño de regla general requiere una especificación para t vs I y una especificación SOA (área de operación segura) para la parte frágil que necesita protección.

Con cualquiera de los dos perdidos, uno solo puede aventurar una conjetura.

Mi conjetura

utilice un fusible SMD 1206 de 0,5 W de acción lenta con una clasificación del 20 % superior al valor de I²t del motor, en el peor de los casos, que calcule o mida.

1/2W es la potencia disipada en el fusible a la corriente nominal máxima que se funde en >=4 horas. Permita un 10%~20% de degradación por envejecimiento dependiendo de la frecuencia de las sobretensiones del motor a pleno voltaje.

referencia https://www.digikey.com/product-detail/en/bel-fuse-inc/C1S-2/507-1189-2-ND/809333

por ejemplo, si Imax=1.3 e Ipk=8*Imax=10.4A e Ipk²= 108[A²] que decae a 1.7[A²] a plena carga y máxima velocidad. Luego determine el tiempo de aceleración que depende de la fricción y la masa o el cambio en la energía cinética.

opinión

En un sistema bien diseñado, el fusible pierde alrededor de <=1% de la carga para mantener la corriente. Dependiendo del voltaje, el suyo puede ser peor, como el 5%, lo que afecta el par máximo, por lo que un limitador de corriente de derivación activo de 75 mV puede ser más rápido y más eficiente si se hace correctamente con un filtro complejo.

Lo primero que debe preguntarse es qué quiere decir exactamente con "proteger el sistema contra cortocircuitos". Presumiblemente, debe proteger el cableado y evitar que cause una condición peligrosa si hay un cortocircuito. Si tiene la intención de proteger el motor de una sobrecarga (por ejemplo, bloqueo), entonces tendrá un requisito algo diferente. Los fusibles (incluso los que no son de tipo lento) pueden tardar bastante en abrirse con una sobrecarga moderada. O pueden abrir temprano si hace demasiado calor. No son dispositivos de precisión.

Si está utilizando un dispositivo de estado sólido para cambiar el motor, es muy probable que falle si se produce un cortocircuito mucho antes de que se abra el fusible. Un breve cortocircuito podría resultar en un transistor de conducción continua (o un relé soldado) y el motor nunca se apagaría. Proteger un semiconductor con un fusible suele ser una tarea costosa y, a menudo, problemática.

Los motores generan una sobretensión cuando arrancan y eso puede quemar el fusible de inmediato, o simplemente debilitarlo gradualmente para que falle después de una cantidad de ciclos. ¡Prueba para esto!

Finalmente, los fusibles funcionan disipando energía, por lo que perderá un poco de voltaje en el fusible durante el funcionamiento normal. Asegúrese de que no sea demasiado para que su circuito funcione bien. Esto es particularmente importante con voltajes de CC bajos.

Su 2A slo-blo suena razonable, desprovisto de cualquier otra información, pero puede ser demasiado bajo. No obtienes necesariamente ningún beneficio de llamarlo cerrado. Si el cableado puede tomar 10 A y el transistor estará muerto de todos modos, un fusible de 5 A puede ser igual de efectivo.

Elija un fusible según la cantidad de sobrecorriente que su dispositivo puede manejar en el tiempo de fusión del fusible. Si su motor puede manejar 1.9A sostenidos, entonces el fusible de 2A estará bien, pero también debe poder manejar 2A durante el tiempo que tarde el fusible en derretirse. Dado que es un motor y no una electrónica sensible, probablemente estará bien con un poco de sobrecorriente.

Por otro lado, no elija un fusible demasiado bajo. Los motores tienen una gran corriente de arranque, hasta varias veces la corriente de funcionamiento normal, durante unos momentos justo después de encenderlos. Esto se puede mitigar aumentando lentamente el voltaje aplicado o no conectando la energía hasta que el motor ya esté al día, si esa es una opción en su diseño. Entonces, si usa un fusible de 1.5 A para un motor de 1.3 A, es probable que el fusible se funda cuando encienda el motor.

En general, si le preocupa tener demasiada corriente incluso por un milisegundo, un fusible por sí solo no es el camino a seguir. Hay otros dispositivos, como el diodo de límite de corriente o un regulador de voltaje en configuración de límite de corriente, por ejemplo, que pueden actuar mucho más rápido. Estos dispositivos dejarán caer cualquier exceso de voltaje a través de sí mismos para limitar la corriente a su valor nominal, lo que provocará un sobrecalentamiento rápido en caso de un cortocircuito. Sin embargo, uno elegido correctamente puede limitar la corriente a un nivel seguro durante el tiempo suficiente para que su fusible tenga la oportunidad de explotar.