Самовосстанавливающиеся предохранители Littelfuse, Bourns

Группа компаний Промэлектроника
18 июня 2018 г.

Одним из параметров, который определяет надежность изделия является его ремонтопригодность и скорость восстановления работоспособности. Однако учитывая тенденцию миниатюризации изделий, такая простая операция как замена вышедшего из строя обычного плавкого предохранителя влечет за собой достаточно серьезные затраты ресурсов и времени, а в случае применения SMD предохранителя, замена «в полевых» условиях становится вообще невозможной.    

Решить эту проблему можно путем перехода с плавкого предохранителя на самовосстанавливающийся.

Самовосстанавливающийся предохранитель представляет собой полимерный терморезистор с положительным температурным коэффициентом. Материал предохранителя - это проводящий электрический ток полимер с примесью технического углерода. Концентрация углерода такова, что в холодном состоянии полимер кристаллизован, а пространство между кристаллами заполнено частицами углерода, удельное сопротивление материала низкое. При повышении температуры полимер переходит в аморфное состояние, увеличиваясь в размерах. Углеродные цепочки начинают разрываться, что вызывает быстрый рост удельного сопротивления. 

При увеличении электрического тока, протекающего через полимер, происходит его разогрев и удельное сопротивление увеличивается настолько, что материал становится непроводящим. Таким образом возможно ограничение протекающего через него тока, и как следствие защита внешней цепи. После остывания происходит обратный процесс кристаллизации и полимер снова становится проводником.

Температурная зависимость удельного сопротивления полимера показана на рисунке 2.

Следует учитывать, что основным фактором, влияющим на удельное сопротивление материала является всё таки его температура, а не протекающий по нему ток. На кривой отмечено два характерных диапазона: «Нормальный диапазон» при котором изделие является обычным проводником (температура материала ниже 80° С) и «Диапазон срабатывания», когда температура достигает некоего граничного значения и сопротивление начинает быстро возрастать, изменяясь почти по экспоненциальному закону. После остывания изделия, его сопротивление восстанавливается.

Чтобы разогреть материал до температуры срабатывания требуется некоторое время, поэтому ограничение тока в цепи происходит не мгновенно. При малых токах, близких к пороговому, срабатывание может занять несколько секунд, при токах близких к максимально допустимому, доли секунды.

На время срабатывания также влияет температура окружающей среды. Чтобы разогреть материал до состояния срабатывания от более низкой температуры окружающей среды необходимо затратить больше энергии чем от более высокой, а значит, и процесс в этом случае займёт больше времени. Поэтому время срабатывания, максимальный гарантированный ток нормальной работы (ток удержания, Ihold) и гарантированный ток срабатывания (Itrip) зависят от температуры окружающей среды.

В нижней части графика, рисунок 3, находится номинальная рабочая область прибора, область низкого сопротивления. В верхней части графика находится область гарантированного срабатывания. В средней части графика располагается нерабочая область, где соблюдение параметров никак не нормируется и не гарантируется. При расчётах и эксплуатации в широком диапазоне температур окружающей среды схем с использованием самовосстанавливающихся предохранителей это должно учитываться и безусловно соблюдаться.

Основные параметры самовосстанавливающихся предохранителей:

  • Umax – максимальное напряжение, которое может выдержать изделие без разрушения или повреждения при протекании тока через него не более Imax.
  • Imax – максимальный ток, протекающий через изделие, при котором не происходит его разрушения или повреждения при приложенном к нему напряжении не более  Umax.
  • Ihold - максимальный ток, протекающий через изделие, при котором не происходит его отключения при температуре окружающей среды +20°С (ток удержания).
  • Itrip – минимальный ток, протекающий через изделие, при котором происходит его отключение при температуре окружающей среды +20°С (ток срабатывания).
  • Ttrip - Время срабатывания изделия, характеризует время перехода изделия в непроводящее состояние и имеет сильную зависимость от величины протекающего по нему тока и температуры окружающей среды. Чем больше ток и температура, тем быстрее происходит переход. Диапазон времени срабатывания начинается от единиц миллисекунд.
  • Pd – Мощность, рассеиваемая изделием в отключённом (закрытом и нагретом) состоянии при температуре окружающей среды +20°С.
  • Рабочий диапазон температур, °C - как правило, составляет -40°С…+85°C. В этом диапазоне изделие не достигает температуры перехода.

Рекомендации по применению самовосстанавливающихся предохранителей

При выборе предохранителя, который вы будете использовать в своих решениях, обратите внимание на максимально допустимый рабочий ток. Иногда за время перехода в закрытое состояние прибор «успевает» полностью разрушиться. Если высока вероятность превышения максимального тока, то стоит применить обычный плавкий предохранитель, либо ограничить предельный ток (ток короткого замыкания) с помощью дополнительного резистора.

Ещё один очень важный параметр — максимальное рабочее напряжение. Когда прибор находится в нормальном режиме, напряжение на его контактах очень мало.  Но при переходе в состояние срабатывания оно может резко возрасти. В настоящее время имеются серии самовосстанавливающихся предохранителей, рассчитанные на высокое напряжение, но они при этом имеющие небольшие рабочие токи.

Применение самовосстанавливающихся предохранителей в сочетании с более быстродействующими устройствами защиты позволяет полностью реализовать требования защиты.  С успехом такое сочетание применяют для защиты периферийных устройств компьютеров, в телекоммуникации, для защиты АТС, кроссов, сетевого оборудования от всплесков тока, вызванных попаданием линейного напряжения и молнии. Кроме того, самовосстанавливающиеся предохранители активно используются в компьютерах и игровых приставках для защиты портов (например, USB, HDMI), а также аккумуляторных батарей в портативной технике.

Ниже приведены примеры построения схем с применением самовосстанавливающегося предохранителя.

 

Резюме
Везде, где есть источник питания и нагрузка, возможно применять самовосстанавливающиеся предохранители. Тот факт, что эти предохранители возвращаются в исходное состояние автоматически, выделяет их отдельно, как класс устройств защиты цепи. Грамотные разработчики знают об особенностях их применения и эксплуатации и учитывают их. 
 
Поскольку самовосстанавливающиеся предохранители не нуждаются в обслуживании, их можно использовать в качестве устройств защиты встроенных схем. Практически во всех устройствах, от бытового применения, в малом и среднем бизнесе, до применения на крупных предприятиях, везде, где требуется минимальное вмешательство человека, «находят себя» эти изделия.
 
К преимуществам относятся:
  • Низкая стоимость.
  • Экономия пространства (в том числе на печатной плате).
  • Отсутствие необходимости в обслуживании.
К недостаткам можно отнести:
Необходимость обеспечить соблюдение всех режимов работы, в том числе в состоянии срабатывания (состоянии защиты).
 
Самовосстанавливающийся предохранитель - инерционный прибор, он не подходит для защиты схем чувствительных к коротким броскам тока. В таких случаях его необходимо применять совместно с другими элементами защиты - супрессорами, варисторами, разрядниками, стабилитронами, но необходимость ограничения максимального тока в цепи остаётся.
 
Ток срабатывания самовосстанавливающегося предохранителя зависит от температуры окружающей среды. Чем она выше, тем он меньше. При необходимости эксплуатации в расширенном диапазоне температур окружающей среды следует учитывать вероятность ложных срабатываний предохранителя. 
 

Самовосстанавливающиеся предохранители представлены в ассортименте группы компаний «Промэлектроника» продукцией таких ведущих фирм, как Littelfuse и Bourns.

Обозначение серий самовосстанавливающихся предохранителей

Самовосстанавливающиеся предохранители Bourns:

MF-LSMF 185/33X–2

MF – самовосстанавливающийся предохранитель

LSMF – серия для поверхностного монтажа

185 – ток удержания, mA (от 185 до 400)

33 – максимальное напряжение, V (6, 12, 14 или 33)

X – дизайн Multifuse® freeXpansion ™

2 – упаковка Tape&Reel

MF-R110 - 0 - 99

MF – самовосстанавливающийся предохранитель

R – серия для монтажа в отверстия (ТНТ)

110 – ток удержания, 11 A (от 0,05 A до 11,0 A)

0 – упаковка в ленту и катушку (при отсутствии - упаковано в соответствии со стандартом EIA 481-1)

99 – cоответствие RoHS (требования по содержанию свинца).

Самовосстанавливающиеся предохранители Littelfuse:

250 R 120 – R Z R

250 – максимальное напряжение, V

R – серия для монтажа в отверстия (ТНТ)

120 – ток удержания, mA

Z – количество в единице упаковки (F=200 шт., M=1000 шт., U=500 шт., Z=1200 шт.)

R – упаковка в ленту и катушку (при отсутствии - упаковано в соответствии со стандартом EIA 481-1)

1210 L 380 /12 TH Y R -A

1210 – типоразмер

L – серия для поверхностного монтажа

380 – ток удержания, mA

12 – максимальное напряжение, V

TH – низкий профиль

Y – количество в единице упаковки (K=10000 шт., Y=4000 шт., W=3000 шт., P=2000 шт.)

R – упаковка в ленту и катушку

A – автомобильного применения (при отсутствии – стандартного применения)

Внешний вид

Самовосстанавливающиеся предохранители для монтажа в отверстия (ТНТ).

 Самовосстанавливающиеся предохранители для поверхностного монтажа (SMD).

MF-RX300/72-0 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 3A(hold) 6A(trip) 72V 40A 2.8W 19.8s 0.04Ohm, радиальные выводы, 20.67 X 3.1 X 26.67mm, россыпью Производитель: BOURNS
Наличие:
3 900 шт

Внешние склады:
3 000 шт
Аналоги:
6 194 шт
Цена от:
от 27,86
MF-RX185/72-0 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 1.85A(hold) 3.7A(trip) 72V 40A 2.1W 12.6s 0.08Ohm, радиальные выводы, 15.18 X 3.1 X 21.18mm, россыпью Производитель: BOURNS
Наличие:
4 457 шт

Внешние склады:
305 шт
Аналоги:
36 756 шт
Цена от:
от 26,46
MF-RX110/72-0 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 1.1A(hold) 2.2A(trip) 72V 40A 1.5W 8.2s 0.15Ohm, радиальные выводы, 10.84 X 3.1 X 16.84mm, россыпью Производитель: BOURNS
Наличие:
2 522 шт

Внешние склады:
4 500 шт
Аналоги:
143 460 шт
Цена от:
от 18,87
MF-R900 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 9A(hold) 18A(trip) 30V 40A 4.2W 20s 0.005Ohm Radial 24.2 X 3 X 32.9mm Bulk Производитель: BOURNS
Наличие:
650 шт

Внешние склады:
2 500 шт
Аналоги:
22 674 шт
Цена от:
от 36,91
MF-R500 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 5A(hold) 10A(trip) 30V 40A 3W 14.5s 0.01Ohm Radial 17.4 X 3 X 24.9mm Bulk Производитель: BOURNS
Наличие:
8 377 шт

Внешние склады:
5 000 шт
Аналоги:
28 000 шт
Цена от:
от 17,17
MF-R400 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 4A(hold) 8A(trip) 30V 40A 2.5W 12.7s 0.01Ohm Radial 14.4 X 3 X 24.8mm Bulk Производитель: BOURNS
Наличие:
4 637 шт

Внешние склады:
6 500 шт
Аналоги:
9 500 шт
Цена от:
от 12,38
MF-R300 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 3A(hold) 6A(trip) 30V 40A 2W 10.8s 0.02Ohm Radial 12 X 3 X 18.3mm Bulk Производитель: BOURNS
Наличие:
3 090 шт

Внешние склады:
6 500 шт
Аналоги:
40 912 шт
Цена от:
от 11,61
MF-R250 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 2.5A(hold) 5A(trip) 30V 40A 1.2W 10.3s 0.025Ohm Radial 12 X 3 X 18.3mm Bulk Auto Производитель: BOURNS
Наличие:
5 906 шт

Внешние склады:
9 500 шт
Аналоги:
13 500 шт
Цена от:
от 8,82
MF-R185 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 1.85A(hold) 3.7A(trip) 30V 40A 1W 8.7s 0.04Ohm Radial 12 X 3mm Bulk Производитель: BOURNS
Наличие:
33 165 шт

Внешние склады:
13 000 шт
Аналоги:
122 560 шт
Цена от:
от 6,36
MF-R160 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 1.6A(hold) 3.2A(trip) 30V 40A 0.9W 8s 0.055Ohm Radial 10.2 X 3mm Bulk Automotive Производитель: BOURNS
Наличие:
4 709 шт

Внешние склады:
14 500 шт
Аналоги:
64 800 шт
Цена от:
от 5,68
MF-R135 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 1.35A(hold) 2.7A(trip) 30V 40A 0.8W 7.3s 0.065Ohm Radial 8.9 X 3mm Bulk Производитель: BOURNS
Наличие:
8 416 шт

Внешние склады:
18 700 шт
Аналоги:
118 264 шт
Цена от:
от 7,22
MF-R090 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.9A(hold) 1.8A(trip) 60V 40A 1W 7.2s 0.14Ohm Radial 11.7 X 3.1mm Bulk Производитель: BOURNS
Наличие:
7 140 шт

Внешние склады:
13 500 шт
Аналоги:
81 083 шт
Цена от:
от 6,00
MF-R075 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.75A(hold) 1.5A(trip) 60V 40A 0.9W 6.3s 0.18Ohm Radial 10.4 X 3.1mm Bulk Automo Производитель: BOURNS
Наличие:
16 359 шт

Внешние склады:
11 000 шт
Аналоги:
28 761 шт
Цена от:
от 6,71
MF-R065 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.65A(hold) 1.3A(trip) 60V 40A 0.9W 5.3s 0.27Ohm Radial 9.7 X 3.1mm Bulk Производитель: BOURNS
Наличие:
4 677 шт

Внешние склады:
11 500 шт
Аналоги:
89 661 шт
Цена от:
от 6,72
MF-R050 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.5A(hold) 1A(trip) 60V 40A 0.75W 4s 0.41Ohm Radial 7.9 X 3.1mm Bulk Производитель: BOURNS
Наличие:
10 222 шт

Внешние склады:
15 000 шт
Аналоги:
67 281 шт
Цена от:
от 5,38
MF-R040 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.4A(hold) 0.8A(trip) 60V 40A 0.55W 3.8s 0.52Ohm Radial 7.4 X 3.1mm Bulk Automot Производитель: BOURNS
Наличие:
2 809 шт

Внешние склады:
11 500 шт
Аналоги:
120 493 шт
Цена от:
от 6,98
MF-R030 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.3A(hold) 0.6A(trip) 60V 40A 0.5W 3s 0.76Ohm Radial 7.4 X 3.1mm Bulk Automotive Производитель: BOURNS
Наличие:
7 912 шт

Внешние склады:
13 000 шт
Аналоги:
134 598 шт
Цена от:
от 6,27
MF-R025 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.25A(hold) 0.5A(trip) 60V 40A 0.45W 2.5s 1Ohm Radial 7.4 X 3.1mm Bulk Automotiv Производитель: BOURNS
Наличие:
8 412 шт

Внешние склады:
10 000 шт
Аналоги:
31 474 шт
Цена от:
от 6,84
MF-R020 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.2A(hold) 0.4A(trip) 60V 40A 0.4W 2.2s 1.5Ohm Radial 7.4 X 3.1mm Bulk Automotive Производитель: BOURNS
Наличие:
11 033 шт

Внешние склады:
15 500 шт
Аналоги:
116 274 шт
Цена от:
от 5,20
MF-R017 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.17A(hold) 0.34A(trip) 60V 40A 0.48W 3s 2Ohm Radial 7.4 X 3.1mm Bulk Automotive Производитель: BOURNS
Наличие:
8 050 шт

Внешние склады:
300 шт
Аналоги:
196 898 шт
Цена от:
от 6,86
MF-R005-0 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.05A(hold) 0.1A(trip) 60V 40A 0.22W 5s 7.3Ohm Radial 8 X 8.3mm Bulk Производитель: BOURNS
Наличие:
15 091 шт

Внешние склады:
13 324 шт
Аналоги:
313 840 шт
Цена от:
от 8,30
RUEF135 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 1.35A(hold) 2.7A(trip) 30V 100A 0.8W 7.3s 0.04Ohm Radial 8.9 X 3 X 13.5mm Производитель: Littelfuse
Наличие:
2 344 шт

Цена от:
от 30,79
LVR040S Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.4A(hold) 0.9A(trip) 240V 5.5A 2W 24s 0.6Ohm 11.5 X 3.8 X 19.5 прямые выводы россыпь Производитель: Littelfuse
Наличие:
11 шт

Аналоги:
10 365 шт
Цена от:
от 32,16
LVR025K Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.25A(hold) 0.56A(trip) 240VDC/240VAC 1.5W 18.5s 1.3Ohm, 9.6 X 3.8 X 18.8mm, радиальные формованные выводы Производитель: Littelfuse
Наличие:
1 008 шт

Внешние склады:
2 500 шт
Аналоги:
68 462 шт
Цена от:
от 36,19
microSMD010F-2 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.1A(hold) 0.25A(trip) 30VDC 10A 0.8W 1s 2.1Ohm SMD Производитель: Littelfuse Корпус: 1210
Наличие:
27 182 шт

Внешние склады:
12 000 шт
Аналоги:
347 615 шт
Цена от:
от 9,68
1206L012WR Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.125A(hold) 0.29A(trip) 30VDC 100A 0.6W 0.2s 1.5Ohm SMD Производитель: Littelfuse Корпус: 1206
Наличие:
13 573 шт

Внешние склады:
39 130 шт
Цена от:
от 2,20
1210L005WR Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.05A(hold) 0.15A(trip) 30VDC 10A 0.6W 1.5s 3.6Ohm SMD Производитель: Littelfuse Корпус: 1210
Наличие:
4 279 шт

Внешние склады:
21 000 шт
Аналоги:
531 896 шт
Цена от:
от 4,53
1210L010WR Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.1A(hold) 0.3A(trip) 30VDC 10A 0.6W 1.5s 1.6Ohm SMD Производитель: Littelfuse Корпус: 1210
Наличие:
5 615 шт

Внешние склады:
21 000 шт
Аналоги:
372 749 шт
Цена от:
от 4,08
1210L020WR Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.2A(hold) 0.4A(trip) 30VDC 10A 0.6W 0.02s 0.8Ohm SMD Производитель: Littelfuse Корпус: 1210
Наличие:
1 281 шт

Внешние склады:
18 000 шт
Аналоги:
317 268 шт
Цена от:
от 4,84
1812L020PR Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.2A(hold) 0.4A(trip) 30VDC 100A 0.8W 0.02s 0.8Ohm SMD Производитель: Littelfuse Корпус: 1812
Наличие:
23 736 шт

Внешние склады:
46 000 шт
Аналоги:
306 906 шт
Цена от:
от 1,89
1812L050PR Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.5A(hold) 1A(trip) 15VDC 100A 0.8W 0.15s 0.15Ohm SMD Производитель: Littelfuse Корпус: 1812
Наличие:
8 346 шт

Внешние склады:
32 000 шт
Аналоги:
331 790 шт
Цена от:
от 2,73
1812L110/16DR Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 1.1A(hold) 1.95A(trip) 16VDC 100A 0.8W 0.3s 0.06Ohm SMD Производитель: Littelfuse Корпус: 1812
Наличие:
889 шт

Внешние склады:
22 500 шт
Аналоги:
136 796 шт
Цена от:
от 3,50
TRF250-180 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.18A(hold) 0.65A(trip) 250VAC 100VDC 0.9W 2s 0.8Ohm Radial 9 X 3.8mm Bag Производитель: Littelfuse
Наличие:
2 534 шт

Внешние склады:
70 шт
Аналоги:
56 710 шт
Цена от:
от 22,91
LVR005NK Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.05A 240V 0.7W 31Om -40C...+85C формованные выводы Производитель: Littelfuse
Наличие:
8 747 шт

Внешние склады:
4 000 шт
Аналоги:
1 106 шт
Цена от:
от 20,25
LVR008NK Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.08A(hold) 0.19A(trip) 240VDC/240VAC 0.9W 10s 7.4Ohm Radial 7.2 X 4.6mm формованные выводы Производитель: Littelfuse
Наличие:
368 шт

Аналоги:
8 019 шт
Цена от:
от 24,21
RXEF040-2 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.4A(hold) 0.8A(trip) 72V 40A 0.56W 3.8s 0.55Ohm, радиальные выводы, 7.6 X 3 X 13.5mm, лента в катушке Производитель: Littelfuse
Наличие:
963 шт

Аналоги:
9 869 шт
Цена от:
от 14,06
RXEF025 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.25A(hold) 0.5A(trip) 72V 40A 0.45W 2.5s 1.25Ohm, радиальные выводы, 7.4 X 3 X 12.7mm, россыпью Производитель: Littelfuse
Наличие:
4 315 шт

Внешние склады:
8 000 шт
Цена от:
от 10,86
LVR005NS Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.05A 240V 0.7W 31Om -40C...+85C прямые выводы Производитель: Littelfuse
Наличие:
553 шт

Аналоги:
25 494 шт
Цена от:
от 49,18
LVR075S-240 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.75A(hold) 1.5A(trip) 240VDC/240VAC 2.6W 18s 0.316Ohm, 11.5 X 4.8 X 23.4mm, радиальные прямые выводы Производитель: Littelfuse
Наличие:
1 048 шт

Внешние склады:
1 500 шт
Цена от:
от 64,67
LVR055S Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.55A 240V 0.73Om -40C...+85C прямые выводы Производитель: Littelfuse
Наличие:
1 239 шт

Внешние склады:
3 000 шт
Аналоги:
10 000 шт
Цена от:
от 31,63
RXEF010 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.1A(hold) 0.2A(trip) 60V 40A 0.38W 4s 2.5Ohm Radial, Bulk Производитель: Littelfuse
Наличие:
3 506 шт

Внешние склады:
8 000 шт
Аналоги:
199 400 шт
Цена от:
от 10,91
RXEF030 Самовосстанавливающийся предохранитель PTC 0.3A(hold) 0.6A(trip) 72V 40A 0.49W 3s 0.88Ohm, радиальные выводы, 7.4 X 3 X 12.7mm, россыпью Производитель: Littelfuse
Наличие:
4 038 шт

Внешние склады:
10 000 шт
Аналоги:
753 шт
Цена от:
от 8,58