Un fusibile è un dispositivo di protezione elettrica utilizzato per proteggere il circuito da sovraccarico, sovracorrente, ecc. Un fusibile elettrico è stato inventato da Thomas Alva Edison nel 1890. Questi dispositivi sono disponibili in diverse dimensioni, tuttavia, sono tutti utilizzati per lo stesso scopo. I fusibili sono classificati in due tipi di fusibili CA e fusibili CC. Quindi questo articolo discute uno dei tipi di DC fusibile cioè – a semiconduttore fusibile , lavorando con le applicazioni.
Cos'è il fusibile a semiconduttore?
Un fusibile a semiconduttore è un dispositivo di protezione corrente noto anche come fusibile ad alta velocità o fusibile ultrarapido o fusibile raddrizzatore. Questi sono progettati principalmente per limitare l'alta corrente e proteggere componenti semiconduttori sensibili come tiristori, riserve energetiche , SCR, raddrizzatori , diodi, ecc. Questi fusibili sono dispositivi ad azione molto rapida e limitatori di corrente che forniscono correnti di picco passanti e valori integrali a basso punto di fusione. Generalmente, questi fusibili vanno da 125 a 2.100 V e sono disponibili in un'ampia gamma di dimensioni e forme. Il simbolo del fusibile a semiconduttore è mostrato di seguito.
Costruzione del fusibile a semiconduttore
Al di sotto è mostrata la costruzione di un fusibile a semiconduttore che ha un elemento fusibile ed è circondato da un riempitivo e racchiuso dal corpo del fusibile. L'elemento fusibile all'interno di questo fusibile è realizzato con argento fine resistente agli ossidanti. Il materiale argento ha un punto di fusione di 960°C che può resistere alla temperatura massima di esercizio del limitatore. Il corpo del fusibile è realizzato in ceramica di ossido di alluminio termicamente stabile.
Il fusibile a semiconduttore è anche noto come fusibile ad alta capacità di interruzione o limitatore di corrente. A volte, questi sono chiamati fusibili o raddrizzatori ultrarapidi . Il tempo impiegato per fondere l'elemento fusibile è chiamato tempo di prearcing.
Funzionamento del fusibile a semiconduttore
Il funzionamento di un fusibile a semiconduttore è quello di consentire al flusso di corrente fornito dalla fonte di alimentazione al circuito di alimentare correttamente il circuito. Se si verifica un cortocircuito o un sovraccarico, l'alimentazione di corrente può rompere il filamento nel fusibile e interrompere il collegamento della fonte di alimentazione in tutto il circuito. Quindi, quando viene raggiunto il limite di corrente predefinito, il fusibile disconnetterà un circuito. Questi fusibili sostituiranno i fusibili CA e CC in molte aree. Eventuali correnti di sovraccarico causeranno l'apertura del circuito da parte di un fusibile ed eviteranno danni al circuito. Questi fusibili sono generalmente utilizzati per proteggere componenti semiconduttori come transistor, circuiti integrati, diodi, ecc.
Fusibile a semiconduttore Vs fusibile HRC
La differenza tra un fusibile a semiconduttore e un fusibile HRC è discussa di seguito.
| Fusibile a semiconduttore | Fusibile HRC |
| Un fusibile a semiconduttore è realizzato con materiali semiconduttori. | Fusibile HRC è costruito con metallo tra i contatti. |
| Questi sono molto veloci. | Rispetto al fusibile a semiconduttore, questo è lento. |
| Questo fusibile ha una bassa corrente nominale, quindi viene utilizzato per proteggere MOSFET, IGBT, ecc. | Il fusibile HRC ha un'elevata corrente nominale, quindi viene utilizzato per proteggere motori e altri carichi pesanti. |
| Questo fusibile viene utilizzato per salvare tiristori, IGBTS e diodi perché il tempo sottostante è estremamente rapido in caso di sovracorrente e cortocircuiti. | Il fusibile HRC è generalmente utilizzato nei pannelli dei fattori di potenza e il suo tempo inferiore è basso rispetto ai fusibili a semiconduttore. |
Selezione dei fusibili per semiconduttori
La selezione del fusibile per semiconduttori può essere effettuata in base ai seguenti requisiti.
- In condizioni di funzionamento normali, questo fusibile dovrebbe trasportare continuamente la corrente nominale del dispositivo.
- Il valore del fusibile I2t deve essere basso rispetto all'I2t nominale del dispositivo in modo che il fusibile si bruci prima del dispositivo.
- Il fusibile deve essere in grado di resistere alla tensione che si presenta ai suoi capi dopo l'estinzione dell'arco.
- La tensione dell'arco di picco deve essere bassa rispetto al valore nominale della tensione di picco del dispositivo in modo che il dispositivo non possa danneggiarsi.
- La selezione di questo fusibile dipende principalmente da requisiti pratici come valutazione I²t, tensione nominale, capacità di frenatura, dimensioni e valutazione del portafusibile, classe di fusibili gS e gR, aR e gPV, limitazioni fisiche all'interno del progetto o in loco, corrente nominale ridotta, le valutazioni disponibili variano in ogni tipo di pacchetto, ecc.
- La selezione dei fusibili a semiconduttore per gli avviatori statici deve essere molto attenta per proteggere i tiristori utilizzati in ogni avviatore statico e la corrente nominale continua.
Caratteristiche dei fusibili a semiconduttore
- Di seguito sono riportate le caratteristiche del fusibile semiconduttore tempo-corrente. Sappiamo che un fusibile ad azione rapida viene utilizzato per proteggere i dispositivi a semiconduttore. Quando questo fusibile è collegato a un dispositivo a semiconduttore in serie e una volta che la corrente aumenta il suo valore nominale, si aprirà.
- Quando questo fusibile non viene utilizzato all'interno del circuito, la corrente di guasto aumenta fino al punto 'B'. Quando la corrente del fusibile aumenta, aumenta anche la temperatura. Allo stesso modo, quando il fusibile viene utilizzato all'interno del circuito, la corrente di guasto aumenta fino al tempo t = tm. Quindi, c'è una scintilla attraverso la miccia una volta che si apre al tempo t = tm.
- La corrente di guasto aumenta fino al punto A che è noto come Picco attraverso la corrente lasciata ciò è indicato con il punto C. Nel punto C, quando la resistenza dell'arco aumenta, la corrente di guasto si riduce.
- Al punto D, l'arco si riduce e in quel momento la corrente di guasto si annulla. Il tc (fault clearing tim) è la somma di tm (tempo di fusione) e ta (tempo di arco) del fusibile come tc = tm + ta.
- La tensione ai capi del fusibile per tutto il tempo d'arco è chiamata an Tensione d'arco o tensione di ripristino . Quindi, va notato che il valore I^2t del fusibile è sempre inferiore al valore I2t dell'SCR.
Qual è il codice HSN del fusibile a semiconduttore?
In generale, il sistema armonizzato di nomenclatura o codice HSN è stato sviluppato dall'OMD (Organizzazione mondiale delle dogane) che viene utilizzato per classificare varie merci. È un codice a 6 cifre, tipicamente utilizzato per merci diverse. Tuttavia, alcuni paesi utilizzano codici a 8 cifre per la sottoclassificazione delle merci. Quindi, il codice HSN del fusibile a semiconduttore è 853610.
Come controllare il fusibile a semiconduttore?
Un fusibile a semiconduttore può essere controllato attraverso l'apparato selezionando un fusibile, isolando il condensatore, forzando una tensione al fusibile e misurando la richiesta di corrente per il fusibile. Un primo livello di corrente specifica un fusibile intatto mentre un secondo livello di corrente specifica un fusibile bruciato.
Applicazioni/Usi
Le applicazioni o gli usi dei fusibili per semiconduttori includono quanto segue.
- Le applicazioni di fusibili per semiconduttori includono principalmente la protezione di dispositivi a semiconduttore in raddrizzatori di potenza, azionamenti per motori CA e CC, convertitori, soft starter, inverter fotovoltaici, relè a stato solido, inverter per saldatura, ecc.
- Questi fusibili sono ampiamente utilizzati nelle applicazioni di elettronica di potenza come azionamenti a frequenza variabile, azionamenti CC a tiristori e gruppi di continuità.
- Questo fusibile viene utilizzato per proteggere i dispositivi da grandi correnti.
- Questi fusibili sono utilizzati in diverse applicazioni come protezione da cortocircuiti, sovratensione, sovracorrente, controllo della velocità di variazione, TSD (arresto termico) e RCB (blocco della corrente inversa).
- Questo fusibile è un fusibile convenzionale molto rapido che protegge un dispositivo a semiconduttore dai danni.
- Questo fusibile viene normalmente utilizzato con dispositivi a semiconduttore più grandi che sono classificati per commutare 100A o superiore.
Quindi, questo è tutto una panoramica del fusibile a semiconduttore – lavorare con le applicazioni. Questi dispositivi di protezione aiutano a proteggere i dispositivi a semiconduttore dai cortocircuiti. Il fusibile a semiconduttore ha caratteristiche di azione super rapida particolarmente sviluppate per la protezione dei dispositivi di potenza a semiconduttore. Ecco una domanda per te, cos'è il fusibile HRC?
