Oversikt over Littelfuse-beskyttelser for elektronikk

Littelfuse er et flaggskipmerke med produkter som distribueres av TME, og i vår katalog finner du tusenvis av dem – fra passive komponenter og halvlederkomponenter til sensorer og elektromekaniske komponenter som kontaktorer og brytere. Her skal vi fokusere på gruppen av produkter som faktisk var et utgangspunkt for Littelfuse. Disse er beskyttelsesløsninger som brukes direkte i elektroniske kretser.

Nå ser vi en betydelig økning i bruk av batteridrevne enheter som bærbare datamaskiner, mobiltelefoner, spillkonsoller og IoT (Internet of Things) industrielle enheter. Dette betyr at stadig oftere våre hjem og arbeidsplasser er utstyrt enheter som består av miniatyriserte (og overbelastningsfølsomme) PCB-kretser med celler som er i stand til å produsere strøm med svært høy intensitet. I tillegg må disse enhetene regelmessig kobles til strømnettet (for å lades). Under disse omstendighetene har spørsmål knyttet til beskyttelse mot kretsoverbelastning blitt veldig viktige og komplekse, siden miniatyrisering av kretser betyr at det er nødvendig å utvikle kompakte beskyttelser.

Heldigvis kan produsenter av elektronisk utstyr stole på løsninger fra leverandører som Littelfuse. Produktutvalget deres inkluderer mange forskjellige løsninger for beskyttelse mot kretsoverbelastning – fra klassiske sylindriske sikringer helt til SMD-komponenter. Nedenfor beskriver vi dette produktutvalget, dets oppdeling og generelle egenskaper. Kunder som leter etter løsninger med konkrete spesifikasjoner, oppfordres til å bla gjennom vår katalog, hvor hele sortimentet er parametrisert i detalj.

Varistorer

Den grunnleggende egenskapen til varistorer er endringen i motstand avhengig av spenningen som legges over dem. Når det gjelder ML-serien fra Littelfuse, er det komponenter i SMD-format som er designet for å installeres direkte i en PCB-krets. Med maksimale strømmer på 30 A, 150 A eller 180 A gir de beskyttelse mot overspenning i nettverket og ESD (electrostatic discharge). De er først og fremst egnet for beskyttelse av integrerte kretser for å sikre lang levetid for stabilisatorer, frekvensomformere og andre komponenter som ofte utsettes for svingninger i inngangsspenning. ML-metalloksidvaristorene i TME-produktkatalogen er tilgjengelige i formatene 0603 og 1206 og varianter med en maksimal driftsspenning fra 2,5 V til 50 V AC og fra 3,5 V til 68 V DC.

Merk at ML-varistorserien overholder en rekke internasjonale standarder – inkludert to svært viktige standarder, nemlig IEC 61000-4-2 og AEC-Q200. Den første standarden refererer til et objekts motstand mot elektromagnetisk interferens. Den andre bekrefter at produktene kan brukes i kretser egnet for bruk i bilindustrien, dvs. ombordcomputers, kontrollenheter, ombordverktøy eller multimediaenheter.

SMD-sikringer

TME sin produktkatalog inneholder et stort antall miniatyr-SMD-sikringer fra Littelfuse. Slike komponenter brukes bl.a. i forbrukerenheter som telefoner, bærbare datamaskiner eller bærbare spillkonsoller. De er oftest brukt for å beskytte PCB-spor fra å brenne ut på grunn av økt strømstyrke. Slike feil kan skyldes f.eks. ødelagte komponenter i kretser for batterilading eller spenningsstabilisatorer, samt eksterne faktorer (f.eks. lekkasjevann eller forurensning). Sikringen bidrar til å beskytte en krets mot uopprettelig skade, men beskytter også brukeren mot brannskader eller til og med brann.

Littelfuse SMD-serien er delt inn i følgende kategorier: trege, middeltrege og kvikke sikringer. De førstnevnte har en forlenget responstid (opptil 120 sekunder for overbelastninger som utgjør 200 % av den nominelle verdien), noe som gjør det mulig å bruke dem i applikasjoner der svingninger i strømmen kan forventes. Kvikke elementer kan bryte en krets allerede med en overbelastning som varer i noen hundre millisekunder. Disse verdiene avhenger av den valgte modellen og dens egenskaper (høyere strømverdier gir vanligvis lengre reaksjonstider).

Denne typen Littelfuse-sikring er tilgjengelig i flere formater. Først og fremst er det typiske SMD-hus (1206 og 2410) og også PICO SMD-kapslinger (7,24 × 4,32 × 3,05 mm). De er designet for å tåle et bredt temperaturområde (vanligst fra -55 °C til 125 °C). Leverandøren tilbyr komponenter med merkestrøm fra 62 mA til 40 A med en bruddkapasitet på opptil 1000 A. Utvalgte produkter kan håndtere nettspenninger (250 V AC og høyere), noe som også gjør at de kan brukes i ladere, strømforsyningsmoduler, datamaskiner, audio- og videoutstyr, husholdningsapparater og til og med industrielt utstyr.

Fremfor alt å erstatte en ødelagt SMD-sikring krever ikke nødvendigvis lodding eller tukling med PSB-strukturen. Littelfuse sin produktportefølje har et bredt utvalg av SMD-sikringer med holdere. Slike løsninger gjør det mulig å bruke en utskiftbar SMD-sikring, dvs. holde kretsen som beskytter systemet liten og lette utskifting av en utbrent komponent.

Polymersikringer

Den viktigste egenskapen til polymersikringer er deres automatiske tilbakestillingsfunksjon.

Den viktigste egenskapen til polymersikringer er deres evne til å både åpne en krets utsatt for økt strøm (som forårsaker overoppheting) og å tilbakestille, dvs. lukke kretsen igjen når komponenten er avkjølt. På denne måten beskytter sikringen enheter mot alvorlige skader på grunn av overbelastning, men trenger ikke skiftes hvis overbelastning oppstår. Littelfuse-polymersikringer er tilgjengelige både i SMD- og THT-varianten. Den lave profildesignen er deres typiske egenskap. Utvalget inkluderer et bredt spekter av funksjoner – de nominelle strømmene til de tilgjengelige modellene varierer fra 12 mA til 13 A, med evnen til å motstå spenninger på opptil 240 V og støtstrømmer på opptil 100 A. Alle polymersikringer som er inkludert i katalogen, kan fungere ved temperaturer på opptil 85 °C.

Beskyttelsesdioder

En beskyttelsesdiode er en annen grunnleggende halvlederkomponent designet for å beskytte elektroniske kretser. Det brukes ofte til å omgå kretser som kontrollerer induktive belastninger (f.eks. motorer), noe som resulterer i eliminering av uønskede spenninger som kan oppstå ved driverutganger, f.eks. i tilfelle tvungen bevegelse av en motoraksel. Slike dempere for transientspenning, dvs. TVS (Transient Voltage Suppressors), brukes vanligvis i alle kretser som er utsatt for overspenningsrelaterte risikoer. De bidrar også til å unngå skader forårsaket av atmosfæriske og elektrostatiske utladninger (ESD).

Trenden med miniatyrisering av elektroniske kretser og enheter har ført til konstruksjon av spesialiserte løsninger for å beskytte innganger for strømforsyning og dataoverføring, f.eks.dioderekker. I en enkelt integrert kretsstruktur, plassert i et SMD- eller THT-hus, er det flere beskyttelsesdioder med uavhengige utganger som garanterer f.eks. effektiv beskyttelse av USB-porter mot forstyrrelser eller feil tilkobling. Slike kretser kan noen ganger ha tilleggskomponenter i tillegg til TVS-dioder for å sikre samtidig beskyttelse av data- og strømforsyningslinjer.

Beskyttelsesdioder er tilgjengelige med et bredt spekter av egenskaper, i enveis- og toveisvarianter, for overflate- og gjennomhullmontering, for å møte kravene på de fleste typiske bruksområder. Blant annet har SMD-elementene gjennomslagsspenninger på opptil 600 V, maksimale reversspenninger på opptil 512 V, og deres toleranseverdi for impulsstrømmer kan til og med nå 58,1 A.

Sylindriske sikringer

På mange felt relatert til elektrisk og elektronisk utstyr, er sylindriske sikringer fortsatt en av de enkleste, men mest populære overstrømsbeskyttelsene. Disse er relativt små sikringselementer som fungerer basert på strømføringsevnen til en enkelt leder innelukket i en glass- eller keramisk sylinder med kontakter i motsatte ender. Siden denne konstruksjonen tilsynelatende er veldig enkel, finnes det mange billige varianter av disse elementene på markedet. Det skal imidlertid bemerkes at kun produkter fra anerkjente merker (f.eks. Littlefuse) garanterer at sikringen vil fungere i samsvar med dens egenskaper. Besparelser oppnådd ved å bruke en billig erstatning kan vise seg å være overfladiske eller til og med føre til dramatiske konsekvenser. Et eksempel på katastrofale «kostnadsbesparende» praksis som praktiseres av noen leverandører, er ikke å fylle den keramiske sylinderen med et middel for slukking av lysbue (vanligvis sand), noe som kan føre til lysbueutladninger i sikringen, som igjen fører til at den ikke klarer å utføre alle sine tiltenkte funksjoner.

De sylindriske sikringene som TME tilbyr, er tilgjengelige i alle vanlige formater. 5 × 20 mm-varianter er preget av nominelle strømmer fra 32 mA til 20 A, og 6,3 × 32 mm-versjoner – fra 10 mA til 40 A. De tilgjengelige produktene tåler spenninger opptil 500 V AC, kan arbeide i temperaturer fra -55 °C til 125 °C og finnes i forskjellige versjoner, fra trege til kvikke. Vår katalog inneholder også 5 × 15 mm-elementer.

PCB-sikringsholdere

Siden sylindriske sikringer er allment tilgjengelige og enkle å bytte, er de den best egnede løsningen for alle bruksområder som ikke stiller strenge størrelseskrav (f.eks. hvitevarer eller industrielt utstyr). For å integrere en sylindrisk sikring i en PCB-krets, brukes det spesielle sikringsholdere med utganger for gjennomhulls- eller overflatemontering. For å øke brukersikkerheten og redusere risikoen for forurensning brukes det ofte isolerende deksler eller andre konstruksjonsløsninger (f.eks. avtakbare innsatser) for å beskytte kontakter mot tilfeldig kontakt. Littelfuse sin produktportefølje inkluderer også slike produkter. Disse er sikringsholdere som kan tåle strømmer på opptil 30 A og spenninger på opptil 1 kV AC.

Aksialsikringer

Aksialsikringer er en løsning som ligner på sylindriske elementer, men deres kontakter er i tillegg utstyrt med ledninger for gjennomhullsmontering (THT). Takket være dette kan sikringen plasseres direkte i kretsen, og størrelsen er betydelig mindre (selv 2,8 mm i diameter og 7,1 mm i lengde). Slike komponenter brukes oftest i kretser hvor risikoen for at en sikring brenner ut er relativt liten, og i små enheter. Direkte lodding av en sikring på PCB er også en foretrukket metode for utstyr utsatt for støt og vibrasjoner. Littelfuse-aksialsikringer har følgende egenskaper: nominell strøm fra 50 mA til 15 A, er trege, middeltrege eller kvikke, har evne til å tåle spenninger opptil 350 V AC (med brytekapasitet på opptil 4 kA). Avhengig av hvilket produkt som velges, kan produktene kjøpes separat eller som en pakke (100 stk. og 1000 stk.), dvs. en rull, et band og Ammo Pack.

TE5- og TR5-sikringer

TE5- (kubiske) og TR5-sikringer (sylindriske) har en liten størrelse og gode elektriske parametere. Fremfor alt finnes de i varianter med svært lav merkestrøm (så lite som 2 mA). De kan brukes i nettkretser, da en stor del av dem er tilpasset spenninger på 250 V AC. Deres ekstra fordel er den høye brytekapasiteten på opptil 10 kA, og derfor brukes de ofte i ladere og strømforsyningsmoduler. Dessuten, takket være den høye standardiseringen og THT-ledningene (f.eks. med delingsmål på 5,08 mm), krever implementeringen minimal innsats fra designere og konstruktører.