ヒューズが適切に機能するかどうかを知る方法

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故障（短絡または過電流）が発生した場合に、電流制限ヒューズが正常に開き、電子回路（バッテリー充電器）を保護するかどうかをテストするために使用する定期的なテストの種類を知りたいです。5Aの電流をサポートするヒューズがあり、電流がこの値を超えるとバッテリーセル（通気）に損傷を与えると仮定します。保護スキームの最後の手段であるヒューズが開かない（スタックしない）場合、回路が損傷します。

短絡または電流が最大値（この例では5A）を超えた場合にヒューズが安全に開くことができることを確認するために使用できる定期的なテストとは何ですか？

safety power-electronics fuses

— R Djorane
ソース

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ヒューズを適切にテストすることは非常に困難です。これは、ヒューズ電流が重要であるだけでなく、ヒューズを流れる電流の変化率と周囲温度が、ヒューズが溶断するのに非常に大きな役割を果たすからです。それはもちろん、ウィジェットが過電流にさらされる時間と、実際にヒューズを保護するかどうかを決定します。具体的には、何をテストしますか？ちょうどあなたが何に直面しているのかを知ることができます、ここに良い読書があります：

— EMフィールド

ヒューズの選択で重要となるいくつかのことを教えていない...（ライトやニューベリーの電気ヒューズ、第3版などのヒューズに関するprofiテキストを読んだ場合）価値のある/高価なものは何ですか保護したい回路半導体？コンデンサ？トランスフォーマー？モーター？これらはすべて、保護ヒューズの選択基準がわずかに異なることがわかります。さらに、どの電圧について話しているのでしょうか？ACまたはDC？それも重要です！

— フィズ

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「可哀想なヒューズに同情して…仕事をすると、失敗したと言う」（BBCエンジニア以外）

— ブライアンドラモンド

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産業用途では、デバイスへの配線のサイズ（配線コード）およびデバイスの要件（障害状態でのテストの結果である可能性があります）に基づいて、ヒューズが最初に選択されます（最大許容サイズ）。実際、私が行ったいくつかのテストには、「定格電流の2倍以上を少なくとも12秒間伝導する再生不可能なヒューズ」が必要でした。この会話やその他の会話から、半導体ヒューズのようなものを探している場合を除き、ヒューズを配線とコネクタの保護として扱うように教育されました。

— スプーン

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半導体を障害から保護するには、ヒューズの

定格が非常に重要です。たとえば、Schurterのこのガイドを参照してください。

I^{2} t

$I^2t$

— スペロペファニー

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多分、ヒューズの動作を誤解していると思います。

電流がを満たしても、ヒューズはすぐには開きませんAmpere Rating。Opening Timeアンペア定格の100％に最小値があり、アンペア定格の200％または1000％などの高電流で最大オープン時間もあります。

たとえば、リテルヒューズ0251005.NRT1L（データシートhttp://www.littelfuse.com/~/media/electronics/datasheets/fuses/littelfuse_fuse_251_253_datasheet.pdf.pdf）には以下が記載されています。

アンペア定格の100％：営業時間4時間分
アンペア定格の275％：オープン時間300 ms最大
アンペア定格の400％：最大30 msのオープン時間
アンペア定格の1000％：オープン時間4 ms最大

したがって、5Aの電流が流れるこの5Aヒューズは、少なくとも4時間は開かないことが保証されています。ただし、電流が13.75Aを超えると、このヒューズは300ミリ秒以内に開くことが保証されています。電流が50Aに達すると、ヒューズはすぐに開きます。しかし、電流がわずか10Aの場合、ヒューズはすぐには開きません。

代わりに2Aのアンペア定格ヒューズを使用する場合、275％のアンペア定格電力は5.5Aであり、これはあなたの例に近いものです。ただし、アプリケーションが通常2アンペア以上を消費する場合、2A定格のヒューズが切れることがあります。特に、機器を長時間放置した場合。

ヒューズには、非常に厳密に制御された「オープンフェイル」電流がありません。これらは1回限りのデバイスです。ヒューズが開路点までテストされると、そのヒューズは永久に破壊されるため、統計的なプロセス制御が、ヒューズが機能する可能性を保証する唯一の実用的な方法です。

同じ種類のテストを実行できます。500個のデバイスのバッチを作成する場合は、5000個のヒューズのリールを購入します。（ここでも、ピコヒューズを想定しています。これは、アキシャルリード1/4ワット抵抗器に似ています。ガラス管ヒューズは、テープアンドリールに入っていません。）ヒューズの大きなバッチを入手したら、ランダムにいくつかのサンプルを引き出します。 100個のヒューズ。2つの異なる条件でテストします。-xx時間アンペア定格100％未満の電流を維持する必要があります-テスト電流275％アンペア定格で常にxx時間以内に開く必要があります（これはテストの破壊的な部分です）

テストするヒューズが多いほど、テストされたサンプルはテストされていないヒューズに似たものになり、ヒューズが広告どおりに機能することを確信できます。しかし、使用するヒューズでゴミ箱を満たすために、より多くの時間とお金を費やします。

さらに欠点は、このヒューズの特定のリールが標準に達していないとテストで結論付けた場合、ディストリビューターは部分的なリールの返品を受け入れない可能性があることです。だから、あなたは1400ドルになるでしょう。

— MarkU
ソース

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過電流から回路を保護するためにヒューズを使用することはできません。回路に（処理することが期待される電圧供給から）過剰な電流が流れる場合は、すでに故障しています。

ヒューズは、給電ケーブルが長時間にわたって多くの電流を流して溶けるのを防ぐことにより、（通常）火災を防ぎます。もちろん、ケーブルが溶けた場合の影響はさらに深刻であり、感電やさらに大きな火災につながる可能性があります。ヒューズは、電子部品を故障から保護しません。

過電圧保護が必要な場合、これは別の話です。ツェナーダイオード（またはクローバー回路）と組み合わせたヒューズでこれを行うことができます。

5アンペアの定格のヒューズは、その電流を無期限に流すことを覚えておく必要があります。

ここに画像の説明を入力してください

6Aヒューズの上の曲線を見ると、0.1秒で36アンペアで「ブレイク」するか、17アンペアで「ブレイク」するのに5秒かかることがあります。これは、ヒューズが電流を制限しないことを意味し、熱的に保護します。

— アンディ別名
ソース

「ヒューズは、電子部品を故障から保護しません。」オーディオアンプの出力とスピーカーとの間のヒューズが、それ自体を犠牲にしながら魔法の煙が逃げないようにすることができることを考えると、必ずしも真実ではありません。

— EMフィールズ

@EMFields-ヒューズは、トランジスタの瞬間的な電流過負荷障害から保護しませんが、平均的な電力過負荷から保護する可能性があります。あなたの例では、ヒューズは上流（下流ではなく）コンポーネントを「保護」しています-オペアンプはヒューズが「最後の手段」であることを話しているので、それは彼が保護したい回路。あなたの例では、トランジスタがショートした場合にスピーカーを保護します。たぶん、操作が明確になりますか？

— アンディ別名

「過電流から回路を保護するためにヒューズを使用することはできません。」Wright and Newbery、Electric Fuses、第3版などの専門的な文章を読んだ場合、これはひどく間違っています。ヒューズは、適切に選択された場合に過電流保護を十分に提供します...しかし、Xアンプヒューズを使用することで（正しく言うと）行われません。ほとんどの場合、ヒューズのジュール積分（I ^ 2t）がデバイスの処理能力を下回っています。デバイスによっては、そこから複雑になります。

— フィズ

@RespawnedFluff瞬間的な過電流について話しています。私が露骨に虚偽だと言ったことは、どのように（具体的に）ありますか？それから、ヒューズが保護するのはジュール秒であるということに私に同意しているように見えます。正確に何を言っているのですか？言及したドキュメントへのリンクがあるかもしれませんか？

— アンディ別名

瞬間的な過電流（非常に短い時間）はデバイスを破壊せず、ジュール積分のみが破壊されます。ヒューズを破壊するのとまったく同じこと。何も意味のある方法で電流を制限しない場合、どのようにヒューズを提案しますか？また、回路が完全に故障していない可能性があります。一部のコンポーネントに障害が発生したか、ユーザーエラーが発生した可能性があります。このような場合に回路にダンプされるエネルギーを制限すると、他のコンポーネントの一部を節約できます。または、少なくともそれはヒューズの本が私に言うことです。

— フィズ

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これは質問への直接の回答ではありませんが、ここでも、他のほとんどの回答はどちらかではなく、一般的なヒューズに関する多少の正しい事実と、提供される場合とされない場合がある保護について述べています装置。ライトとニューベリーの電気ヒューズ、第3版、p。からの一般的なアドバイスを次に示します。139、詳細に到達する前に、保護されているデバイスに依存する詳細。

まず、ヒューズの最小溶断電流は、ケーブルと機器が連続して流すことができる電流をわずかに下回る必要があります。

機器のアイテムは通常、限られた期間過負荷電流を流すことができ、ヒューズは対応する機器の時間定格よりわずかに短い時間でこれらの電流レベルで動作する必要があります。[これは後で判明するジュール積分を指します。]

機器アイテム内の障害の結果として、より大きな電流が流れる場合があり、これらの状況では、主要な要件は、回路の残りの部分への結果的な損傷を防止することです。

基本的に引用の最初の段落の要件を満たしている5Aの要件を超えてOPから詳細を学習したら、さらに言えます。

本からさらに必要な場合：

低電圧ヒューズのアプリケーションガイドであるIEC TR 61818には、電流制限ヒューズの利点の概要が記載されており、これらの利点に読者の注意を引くことが適切であると考えられています。これらの利点の多くは、高電圧および小型ヒューズにも適用されます[...]•費用対効果の高い保護：コンパクトなサイズは、高い短絡レベルで低コストの過電流保護を提供します。•IEC 60947-4-1およびIEC 60947-4-2に基づくタイプ2保護の損傷なし。短絡エネルギーとピーク電流を非常に低いレベルに制限することにより、ヒューズはモーター回路のコンポーネントを損傷することなくタイプ2保護に特に適しています。

少なくともヒューズの専門家がこの用語を使用しているという意味では、ヒューズは過電流保護を提供しているようです...

— フィズ
ソース

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これを否定した人は誰でも、あなたが同意しないことを説明するのは確かに助けになるでしょう。

— フィズ

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回路ブレーカーではなく、ヒューズを意味すると仮定します。これは、ヒューズが切れたら、交換する必要があることを意味します。

ヒューズは、一定量の電流が流れると溶ける特別な材料で作られた導体で構成されています。これは、ヒューズは非常に信頼性が高いと言われています。それらは、環境との望ましくない反応を防ぐために囲まれています。

ヒューズで問題が発生する可能性があるのは、電圧アークだけです。ヒューズには最大電圧定格があり、それを超えるとヒューズにアークが発生し、電子機器に損傷を与える可能性が高くなります。

電圧定格を確認し、正しい最大電流ヒューズを持っていることがわかっている場合は、まったくテストしないことをお勧めします。

ただし、テストする場合は、ヒューズを取り外して電源を接続できます。これにより短絡が発生し、ヒューズが切れます。

— アディソン
ソース

OPは、データを取得せずに破壊テストを要求しませんでした。-1

— EMフィールド

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実際に破壊することなく、通常のヒューズをテストする方法に興味があります。もちろん、打撃時の過渡電流をさらに測定する必要があります（またはメモリを備えたスコープに記録することをお勧めします）。答えは確かに改善される可能性がありますが、劇的に異なる方法がない限り...テストされたヒューズを再利用できるようにするなど...私はAddisonがダウン票に値すると確信していません。

— フィズ

@RespawnedFluff：その後、Addisonに賛成票を投じ、コメントにフラグを立てて、答えを改善します。

— EMフィールド

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回路が最大5Aまで生き残ることを証明する定期的に実行できるテストは、次の方法で実行できます。

テストする製品のヒューズホルダーから実際のヒューズを取り外します。
ヒューズを特別なテストフィクスチャに接続する2本のワイヤ接続に交換します。これは、両端に2本のワイヤがはんだ付けされ、ヒューズホルダーに差し込まれるヒューズのような形状の接続デバイスです。
特別なテストフィクスチャは、2本のワイヤを流れる電流を検出できる、構築するものです。2本のワイヤは、小さな値の電流検出抵抗と、通常は閉じている一対のリレー接点を通ります。テストフィクスチャが5Aで電流を検出すると、リレーを開き、次のテストのためにテストフィクスチャの準備をするために何らかのボタンが押されるまでその状態にラッチします。
テストフィクスチャの別の部分は、適切な方法（製品に固有）で設計されており、0Aから最大MAX-Aまで直線的に回路の一部に電流を注入またはロードします。たとえば、製品回路が12Vの出力電圧で最大5Aの負荷を供給する電圧コンバータとして設計されている場合、テストフィクスチャは0からMAX-Aでシンクするように制御されるアクティブな電流シンク負荷として設計できます。傾斜した方法。
テスト対象の製品の電源を入れます。
テストフィクスチャをアクティブにして、0からMAX-Aへの電流のランプアップを開始します。
テストフィクスチャが5Aで電流を検出し、リレーを開いてラッチしたことを確認します。
テスト対象製品の電源を切り、テストフィクスチャから接続を取り外し、ヒューズを交換します。
テスト対象の製品に焼けたコンポーネントがないことを確認します。
製品が正常に機能することを確認するために、製品で通常の機能テストを実行します。

これにより、テストフローと構築する必要があるテスト機器のアイデアが得られます。0〜MAX-Aの電流デバイスがどのように設計され、回路に接続されるかを解明することは、明らかに製品固有です。

5Aのテスト電流レベルを20％または40％高い値に変更して、テストマージンを提供して、製品の回路が5A仕様制限まで完全に堅牢であることを確認できます。。

— マイケル・カラス
ソース

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ヒューズは、厳しい電流制限で回路を保護するための優れた手段ではありません。火災や感電の危険からユーザーを保護するためにあります。

5A IECヒューズは5Aで継続的に導通します。そして5.1Aでかなり長い間。そして、10Aでしばらくの間（ミリ秒から秒）。正確な特性はデータシートに記載されています。おそらく、それらはヒューズワイヤのモデリングによって決定され、製造時の破壊テストサンプルによって検証されます。

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

— pjc50
ソース