リセッタブルヒューズフェニックス。スキーム、説明

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自己リセット型ヒューズフェニックス。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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無線電子工学と電気工学の百科事典 / ネットワークの緊急操作、無停電電源装置からの機器の保護

電流の過負荷、電源回路の短絡...この惨事から保護するために、機器は世界と同じくらい古いツールであるヒューズを使用します。特殊なホルダーに取り付けられるものもあれば、プリント基板にはんだ付けされるものもあります。これにより、設計自体は簡素化されますが、焼き切れた「インサート」を保守可能なものに交換することが困難になります。

最近、XNUMX 番目のタイプのヒューズ (自己リセット型) が広く入手できるようになりました。素晴らしいフェニックスの鳥のように、これらの電気機器および無線機器の保護製品は「自己再生」が可能です。しかし魔法によるものではなく、結晶性ポリマーをベースにして作られたプラスチック製の過負荷防止プレートの特別な特性のおかげで、その厚さの中に導電性カーボンブラックの粒子の塊が分散されています。このようなプレートの両方の面は金属でコーティングされ（溶射）、ワイヤまたはテープのリード線が装備されています。

通常の動作条件下では、プラスチック内に分散した炭素粒子が互いに接触し、また溶射された電極と接触し、lpa6 に複数の並列-直列の導電パスが形成されます (図 1a)。ただし、過電流が発生すると、フェニックスヒューズプレートが発熱します。ポリマーがアモルファス状態に移行し、プラスチックの体積が急激に増加し、炭素粒子が押し広げられるため、非常に少数の導電性鎖のみが保存されます (図 1b)。

フェニックスリセット可能ヒューズ
図1。自己リセットヒューズがトリップする前 (a) とトリップ後 (b) の過負荷防止プレートの図: 1 - 電極 (金属コーティング)。 2 - 結晶性ポリマーをベースにしたプラスチック。 3 - 導電性カーボンブラックの粒子: 4 - 導電性チェーン。 5 - 出力

したがって、過負荷防止プレートのオーム抵抗は急激に増加しますが、これも温度に依存します（図2）。その結果、電気回路は実質的に切断されます。機器を保護するこの状態は、微小な漏れ電流によって維持されるため、無期限に持続します。

フェニックスリセット可能ヒューズ
図2. フェニックスヒューズの抵抗に対する温度の影響の典型的なグラフ

さまざまな自己リセット型ヒューズの中で、アマチュア無線家の間で最も人気のあるのは「フェニックス」です。その名称には、略語 MF-R (または MF-S) と、最大動作電流を 3 分の XNUMX A で表す数値が含まれています (「フェニックス」を参照)。テーブル）。これらは XNUMX つの典型的なバージョンで製造されています (図 XNUMX)。充電時の短絡や過熱からバッテリーを保護するために設計された改良により、テープ端子が装備されています。

フェニックスリセット可能ヒューズ
米。 3. ワイヤ (a、b) およびストリップ (c) リード付きの自己リセット型ヒューズ

ワイヤーヒューズを備えたヒューズの場合と同様、「フェニックス」の速度は、Inom に対する過負荷電流の多重度に大きく依存します。たとえば、一般的な MF-R040 は、6 A で 0,1 秒で動作し、10,5 A では XNUMX 倍速く動作します。

電流過負荷の原因が解消されると、「フェニックス」ヒューズはしばらく冷却され、元の動作状態に戻ります。もちろん、この自己修復のプロセスは周囲温度にも影響されます。

このような特定のヒューズを使用して負荷回路を保護する場合は、LED などを使用して、少なくともそのステータスを示す最も単純な信号を導入することをお勧めします (図 4)。負荷回路の良否はHL1の点灯により判断できます。保護的にオフすると、LED インジケータに供給される電圧が急激に低下し、HL1 が消灯します。回路の損傷がなくなり、「フェニックス」が冷却されると、フェニックスの導電率は再び高くなります。機能が回復し、ヒューズの動作準備が整っているかどうかを示す指標は、LED の点灯が再開されることです。

フェニックスリセット可能ヒューズ
図4．ヒューズの状態を示す LED - 「フェニックス」

「フェニックス」ヒューズの特性は、負荷を定期的にオンにする非常に単純な回路ブレーカーの設計に使用できます (図 5a)。電力が印加されると、スイッチSA1は複合トランジスタVT1-VT2のロックを解除します。複合トランジスタVT1-VT4のコレクタ回路には、接点5と1を閉じる電磁リレーK1の巻線があります。電流がヒューズFU1とヒューズを流れ始めます。ランプ EL4、その大きさは「フェニックス」にとって重要です。過負荷防止プレートが温まるまでの待ち時間の後、ヒューズがトリップして複合トランジスタがオンになり、それに応じてリレー巻線 K5 への通電が遮断されます。接点 1 と 1 が開き、負荷 - ランプ EL2 が切断されます。プレートが冷えた後 (したがって「フェニックス」の自己修復が完了した後)、複合トランジスタ VTXNUMX-VTXNUMX が再び開き、プロセス全体が繰り返されます。

フェニックスリセット可能ヒューズ
米。 5. 電球ディスプレイまたはその他の負荷を定期的にオンにする機械の概略電気図と擬似プリント回路基板

最も一般的なMF-R、MF-Sシリーズの自己修復ヒューズの主な特徴

このような自動機械の回路図の動作をブレッドボード上でデバッグすることをお勧めします。電源としては小型の４ボルト電池を使用することが好ましい。ランプ (またはランプのグループ) は、4 ～ 3,5 V の電圧と約 4 A の電流向けに設計する必要があります。

このような負荷のスイッチングには、巻線抵抗が 9 オームの RES-30 リレーが最適です。さらに、EL1 ランプの代わりに、2 つの並列接続された MLT-10 XNUMX オーム抵抗で構成される抵抗をはんだ付けすると、XNUMX 番目の常開リレー接点 (回路図には示されていません) を使用してランプをオンにすることができます。照明幹線から電力を供給される、より強力なランプまたは家庭用電化製品。

すでにデバッグされたマシンを実装するためのボードは、片面フォイル PCB または getinax から簡単に作成できます。基板の擬似プリント導体の必要な輪郭は、箔を絶縁ベースまで切断することによって得ることができます。

著者：P。ユリエフ

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