Сегодня на смену устаревшим предохранительным элементам, используемым в электронных и электрический схемах, приходят более совершенные образцы. Среди них особый интерес представляют самовосстанавливающиеся предохранители (СП), с которыми мы ознакомимся более подробно.
Устройство и принцип работы
Внешне элемент СП выглядит как пластина округлой или овальной формы с соединительными отводами для монтажа по технологии ТНТ. Кроме того, он
изготавливается в виде прямоугольного пластинчатого корпуса (если предназначается для монтажа SMT). Специфика рассматриваемого элемента состоит в том что в его характеристике имеется положительная ветка температурного коэффициента сопротивления (при нагревании оно возрастает).
По принципу работы СП больше напоминает известный электронный элемент позистор или биметаллический термический предохранитель.
Особенностью устройства СП, определяющей принцип его работы, является наличие особого, не проводящего ток полимера, в который интегрирован углерод (в виде токопроводящих дорожек). До тех пор, пока через дорожки протекает ток с номинальным значением – в состоянии СП ничего не меняется.
Но когда его величина начинает нарастать – полимерное вещество нагревается и постепенно переходит в аморфное состояние. В результате таких трансформаций пластина увеличивается в размерах, что вызывает разрыв проводящих графитовых дорожек. Следствие этого процесса – увеличение сопротивления, которое вызывает быстрый нагрев основы предохранителя и последующее за этим резкое прерывание цепи.
После остывания основы начинается обратный процесс, состоящий в кристаллизации полимера и восстановлении проводящих дорожек. Предохранитель возвращается в начальное (рабочее) состояние. Если представить процесс срабатывания СП графически – он будет выглядеть так:
Из рисунка выше видно, что ток протекает по цепи до тех пор, пока показатель температуры располагается между значениями 20-120 градусов. По достижении 130-144 градусов сопротивление резко увеличивается (изменяется по экспоненте).
Рабочие характеристики и область применения
Согласно прилагаемой к прибору тех. документации его параметры отражаются следующими показателями:
- Максимальное напряжение, выдерживаемое изделием до момента разрушения.
- Номинальный ток в рабочем режиме (до границы отключения).
- Минимальный ток срабатывания при нагреве.
- Сопротивления на участке до срабатывания.
- Тот же показатель, но по истечении часа после отключения.
Последние два параметра оцениваются с учетом температуры воздуха. При этом чем они меньше – тем лучше, поскольку в этом случае на элементе рассеивается меньшая мощность. Несмотря на все присущие СП недостатки (ограниченность ресурса и сравнительно высокая стоимость) – защитные элементы этого класса широко применяются в ИПБ.
В составе этих устройств они эксплуатируются совместно с быстродействующими аналогами.