Instrucciones relacionadas con los fusibles

1. Cuando se opera con una corriente de operación normal de 25 grados, la corriente nominal del fusible generalmente se debe reducir en un 25 % para evitar una fusión dañina. La mayoría de los fusibles tradicionales utilizan materiales con temperaturas de fusión más bajas. Por lo tanto, este tipo de fusible es más sensible a los cambios en la temperatura ambiente. Por ejemplo, un fusible con una corriente nominal de 10 A generalmente no se recomienda para operar a una temperatura ambiente de 25 grados y una corriente mayor a 7,5 A.
2. Tensión nominal La tensión nominal de un fusible debe ser igual o mayor que la tensión efectiva del circuito. Las series de tensiones nominales estándar generales son 32 V, 125 V, 250 V y 600 V.
3. La resistencia de un fusible de resistencia no es importante en todo el circuito. Debido a que la resistencia de un fusible con un amperaje inferior a 1 es de solo unos pocos ohmios, se debe tener en cuenta este aspecto al utilizar un fusible en circuitos de baja tensión. La mayoría de los fusibles están fabricados con materiales con un coeficiente de temperatura positivo, por lo que existe una distinción entre resistencia en frío y resistencia en caliente.
4. La capacidad de conducción de corriente del fusible a temperatura ambiente se probó en condiciones de temperatura ambiente de 25 grados, que se ven afectadas por los cambios de temperatura ambiente. Cuanto más alta sea la temperatura ambiente, más alta será la temperatura de funcionamiento del fusible y más corta su vida útil. Por el contrario, el funcionamiento a temperaturas más bajas prolongará la vida útil del fusible.
5. La capacidad nominal del fusible también se conoce como capacidad de ruptura. La capacidad nominal del fusible es la corriente máxima permitida que un fusible puede fundir realmente a la tensión nominal. Cuando se produce un cortocircuito, el fusible experimentará múltiples corrientes de sobrecarga instantáneas superiores a la corriente de funcionamiento normal. Para que el funcionamiento sea seguro, el fusible debe permanecer intacto (sin estallar ni romperse) y eliminar los cortocircuitos.
inteligencia
En la mayoría de los convertidores de conmutación elevadores de rectificadores asíncronos que utilizan inductores, existe una ruta de CC entre la entrada y la salida. La existencia de esta ruta puede provocar dos consecuencias adversas: en primer lugar, una vez que el tiempo de cortocircuito o sobrecarga grave de salida supera unos pocos cientos de milisegundos, provocará que el diodo (normalmente el diodo Schottky) se sobrecaliente y se dañe; en segundo lugar, cuando por alguna razón, como un apagado humano, el circuito de oscilación de conmutación deja de funcionar y todavía hay voltaje en el extremo de la carga, solo un diodo más bajo que la caída de voltaje de entrada, la salida seguirá consumiendo energía. Además, si el voltaje residual es inferior al rango de voltaje de funcionamiento en estado estable de la carga, pondrá el circuito en un estado incierto.
Para aplicaciones con corrientes de salida relativamente pequeñas (menos de 5 A), ambos problemas anteriores se pueden resolver de manera efectiva utilizando un controlador de modo de corriente de un solo chip y tecnología de muestreo de corriente de alta gama. En estos circuitos, el diodo se reemplaza por un transistor de conmutación rectificador síncrono, por lo que la ruta de entrada-salida se puede cortar apagando el transistor de conmutación interno. Como resultado, el extremo de carga está en un estado de alta resistencia al extremo de entrada, que es el resultado deseado. En condiciones normales de trabajo, la resistencia de muestreo de alta gama dentro del circuito muestrea periódicamente la corriente de carga, evitando así las consecuencias catastróficas causadas por la sobrecorriente. Por lo tanto, el circuito de protección contra sobrecalentamiento interno proporciona un área de operación segura (SAO) para el convertidor.
MAX668 es un controlador de conmutación que completa la función de refuerzo. El controlador de refuerzo de retroalimentación de corriente (MAX668) acciona un MOSFET mejorado de canal N de nivel lógico de gama baja, que está conectado a tierra a través de una resistencia de muestreo de corriente de gama baja. El interruptor de gama alta es un diodo Schottky, elegido principalmente porque tiene una baja caída de tensión de conducción directa. Como se muestra en la Figura 7, la estructura de topología básica del convertidor de refuerzo no se ha visto alterada. En esta aplicación, MAX668 convierte una tensión de 3,3 V a 5 V y la corriente de carga puede alcanzar los 3 A.
Entre ellos, el MOSFET-Q1 mejorado de canal P es el componente clave para lograr la interrupción de la carga. Cuando MAX668 está en modo apagado, el diodo D1 aún conduce, lo que resulta en un voltaje de 3,3 V en el terminal de alimentación de MAX810L menos la caída de voltaje del diodo D1. Debido a que el nivel de umbral de reinicio de MAX810L es de 4,65 V, su salida RESET está en un nivel alto, lo que obliga a Q1 a apagarse, desconectando así la carga de la fuente de alimentación de entrada. MAX668 establece un voltaje de salida de 5 V a través de una red de resistencias de retroalimentación externa. Cuando el voltaje de salida excede el nivel de umbral de reinicio de MAX810L, el circuito monoestable interno comienza a funcionar con un retraso de aproximadamente 240 ms. Posteriormente, la salida de MAX810L disminuyó, lo que provocó que Q1 condujera.
Después de la conducción Q1, MAX810L monitorea continuamente el voltaje de salida para determinar si la salida tiene sobrecorriente. La sobrecarga provocará una disminución en el voltaje de salida. Cuando está por debajo del nivel de umbral de MAX810L, la salida de MAX810L cambia de alta a baja después de un retraso de 20 μs, apagando así Q1 y haciendo que la carga se desconecte. Debido al efecto de refuerzo de MAX668, el voltaje en el terminal de la fuente de alimentación de MAX810 será más alto que su nivel de umbral. Después de un tiempo de retraso de reinicio de 240 ms, la salida de MAX810L cambiará de alta a baja nuevamente, y Q1 se encenderá y se reconectará automáticamente a la carga. El proceso anterior se repetirá periódicamente, a menos que se elimine el exceso de carga o se apague MAX668 para dejar de funcionar. Por lo tanto, MAX810L y el interruptor Q1 juntos forman un interruptor de estado sólido (fusible electrónico).
El MAX810L (Micro Power Device) tiene una etapa de salida push-pull desequilibrada. Cuando se emite corriente externamente, es equivalente a una resistencia de 6k Ω; cuando se extrae corriente desde el exterior, es equivalente a una resistencia de 125 Ω. Cuando Q1 se enciende o se apaga, la resistencia del MAX810L evita la carga y descarga rápidas del condensador Miller y el condensador de fuente de compuerta en Q1, lo que ralentiza el proceso transitorio del interruptor. Suponiendo que la capacitancia equivalente total de Q1 es 5000 pF, la constante de tiempo del circuito RC del transistor de alta corriente cuando el MAX810 extrae corriente (equivalente a una resistencia de 125 Ω) es de aproximadamente 0,6 μ s. El tiempo de respuesta de voltaje transitorio durante todo el proceso de conducción es de aproximadamente 10RC=6 μ s. El tiempo para apagar por completo el mismo interruptor Q1 es aproximadamente 48 veces el tiempo para la conducción completa.
Cuando una carga externa o C2 necesita extraer una gran corriente en el momento del arranque, conducir rápidamente Q1 puede hacer que el voltaje de entrada de MAX810 sea menor que su voltaje de umbral de reinicio, lo que resulta en un reinicio. Por lo tanto, agregar una red RC para ralentizar su proceso de encendido. La elección adecuada de R y C puede prolongar el proceso de conexión de la carga hasta varios ciclos de conmutación MAX668, de modo que el voltaje de salida de MAX668 sea siempre mayor que el voltaje de umbral de reinicio de MAX810. Si R y C prolongan el tiempo de conducción de Q1 y también extienden el tiempo de apagado. Por lo tanto, es necesario conectar en paralelo un diodo Schottky en la resistencia para acelerar el proceso de apagado de Q1 cuando la carga está sobrecargada.
Para obtener canales mejorados y una resistencia de conducción más baja, los circuitos anteriores requieren el uso de MOSFET de canal P controlados por nivel lógico. Si el valor de la resistencia de conducción de Q1 es grande y hay una gran caída de voltaje en ambos extremos (especialmente en aplicaciones de voltaje de salida bajo o cuando la carga está lejos de la fuente de alimentación), la salida debe ajustarse mediante el voltaje de retroalimentación del drenaje de Q1. Al diseñar circuitos, es necesario minimizar los parámetros parásitos mientras se considera cuidadosamente el diseño del circuito. El ajuste remoto anterior se puede lograr utilizando un interruptor analógico de bajo voltaje (MAX4544) empaquetado en SOT23, que se controla mediante la salida de MAX810L.
Según los parámetros del producto MAX4544, su voltaje de funcionamiento mínimo es de 2,7 V. Debido a que el voltaje de entrada es de 3,3 V y la caída de voltaje directo de Schottky es de 0,3 V, incluso si el convertidor elevador está en modo apagado, MAX4544 (y MAX810) todavía está en funcionamiento. En este punto, MAX810 emite un nivel alto y el terminal común COM de MAX4544 está conectado a su NO normalmente abierto (fuente de Q1). Cuando MAX668 está habilitado, la red de resistencias conectada al terminal común de MAX4544 proporciona voltaje de retroalimentación a MAX668. Debido a que la resistencia de conducción máxima de MAX4544 alcanza los 60 Ω a un voltaje de 5 V, para obtener el error de voltaje de salida mínimo, el valor de la resistencia de retroalimentación debe ser grande. Debido a que la resistencia de conducción del MAX4544 es de solo 120 Ω con un voltaje de trabajo de 3 V, el voltaje de error introducido por el interruptor MAX4544 es muy pequeño, incluso con un voltaje de salida bajo.
Cuando el convertidor elevador está habilitado y su voltaje de salida excede el nivel de umbral de reinicio de MAX810 y sufre un retraso de reinicio, la salida de MAX810 cambiará de alta a baja, lo que hará que Q1 conduzca y se conecte a la carga. Al mismo tiempo, la salida de nivel bajo de MAX810 conecta el extremo COM y el extremo NC (extremo normalmente cerrado) de MAX4544, lo que hace que la resistencia de retroalimentación cambie de la fuente de Q1 al drenaje de Q1, lo que permite que el voltaje de salida se ajuste desde el extremo de carga lejos del convertidor.
El proceso de conmutación de MAX4544 también cambia el terminal de entrada de MAX810 de la fuente de Q1 al drenaje de Q1, de modo que MAX810 se puede usar para monitorear si la carga está sobrecargada.
Seguro de alto voltaje
Los fusibles de alto voltaje se utilizan a menudo en torres y postes de alto voltaje, con interruptores fusibles que también tienen la función de interruptores de encendido y apagado, como protección contra sobrecorriente o cortocircuito para sistemas de transmisión y distribución.