Jednoduchá pojistka. Skutečně?

Jak funguje pojistka

Pojistka obsahuje kovový element, který je nadproudem zahřátý na svůj bod tavení. Element je navržen tak, aby se roztavil v definovaných časech pro různé hodnoty nadproudu.
Když se element rozpojí, napětí mezi dvěma konci rozpojeného elementu vytvoří oblouk. Pojistka je navržena tak, aby oblouk hořel pouze v jejím nitru a uhasnul, aniž by poškodil pojistku (skleněnou nebo keramickou trubku, plastové pouzdro atd.).
Oblouk zhasne, když se hořící konce elementu od sebe vzdálí tak, že napětí v obvodu není dostatečné k udržení hoření oblouku přes zvětšující se mezeru.
Některé pojistky používají plnivo, typicky křemičitý písek, který pomáhá přerušit a zhasnout oblouk.

Co je potřebné zvážit?

Jmenovitý proud, In

1. Pro pojistku podle IEC 60127 - jmenovitý proud odpovídá proudu, který může přes pojistku trvale téci, aniž by ji přerušil.
2. Pro pojistku podle UL 248-14 - jmenovitý proud odpovídá proudu, který přeruší pojistku po době několika hodin. Proud, který může podle UL téct přes pojistku trvale, aniž by ji přerušil, je přibližně 0,75 In.

Jmenovité napětí (stejnosměrné nebo střídavé)
Jmenovité napětí musí být větší nebo rovno napětí v obvodu. Pokud je napětí v obvodu podstatně nižší než jmenovité napětí pojistky, musí být zohledněn úbytek napětí na ní. Když se kovový element přiblíží k bodu tavení, zvyšuje se na něm úbytek napětí. Napětí v obvodu musí být dostatečné na to, aby proud tekoucí přes pojistku způsobil její přerušení.

Teplota okolí
Parametry pojistky jsou měřeny při 23°C (IEC) nebo 25°C (UL). V praktických aplikacích může být teplota okolí podstatně vyšší, zvláště pokud je pojistka v uzavřeném držáku nebo je namontovaná u součástek, generujících teplo. Pro takové použití je třeba vzít v úvahu snížený jmenovitý proud podle doporučení výrobce.

Nadproud a doba pro přerušení pojistky
Charakteristika čas-proud zobrazuje vztah mezi časem potřebným k roztavení elementu a proudem.

Aktuální charakteristika leží v oblasti mezi křivkami Imin a Imax.

Vypínací schopnost
Pojistka musí být schopna rozpojit obvod během zkratu bez ohrožení jejího okolí. Vypínací schopnost pojistky je definována jako maximální proud při jmenovitém napětí, který dokáže pojistka bezpečně přerušit bez prasknutí. Musí být rovný nebo větší než zkratový proud v obvodu.
 Vypínací schopnost pojistky 5 x 20 mm je většinou 35 A nebo 10 In podle toho, který proud je větší.

Náběhový proud
Každý AC/DC měnič při zapnutí nabíjí kondenzátor za můstkovým usměrňovačem. Pojistka musí snést náběhový proud, aniž by rozpojila obvod. Pro splnění této podmínky musí být parametr pojistky i2t větší než i2t náběhového proudu.

Pojistka musí navíc snést náběhové proudy po celou dobu životnosti zařízení. V tomto případě je třeba použít pojistku s vyšším i2t.

Příklad:
Nechť je naměřený náběhový proud stejný jako na obrázku výše. Napájecí zdroj bude zapínán 2krát denně, 240 dní v roce. Očekávaná doba životnosti je 10 let. Design používá pomalou pojistku s charakteristikou T.
 Ip=13A, τ=5ms, i2t=0.5*13^2*0.005=0.422A2s.

Zdroj bude zapnut 4 800x. Z grafu vyplývá, že vypočítané i2t odpovídá pouze 30 % potřebnéhoi2t. Potřebné i2treq = i2t/0,3=1,407 A2s.

Pojistka v držáku
Pojistky 5 x 20 mm jsou velmi často umístěny v držáku. Proud tekoucí pojistkou a přechodovým odporem mezi pojistkou a držákem vytváří ztrátový výkon. Pojistkový držák musí být při dané teplotě okolí dimenzován minimálně na tento ztrátový výkon.

Testování v aplikaci a verifikace před výrobou
Pri výbere poistky pre danú aplikáciu by mali byť zvážené faktory, ktoré tu boli prezentované. Nasledujúci krok je verifikácia funkcie poistky v normálnych prevádzkových podmienkach, pri preťažení a skrate, aby bolo isté, že poistka funguje v obvode správne.

Pokud Vás toto téma zaujalo, prohlédněte si přehled pojistek na našich stránkách.