Hướng dẫn liên quan cho cầu chì

1. Khi hoạt động ở dòng điện hoạt động bình thường là 25 độ, dòng điện định mức của cầu chì thường phải giảm 25% để tránh nóng chảy có hại. Hầu hết các cầu chì truyền thống sử dụng vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn. Do đó, loại cầu chì này nhạy cảm hơn với những thay đổi về nhiệt độ môi trường. Ví dụ, cầu chì có dòng điện định mức là 10A thường không được khuyến nghị hoạt động ở nhiệt độ môi trường là 25 độ và dòng điện lớn hơn 7,5A.
2. Điện áp định mức Điện áp định mức của cầu chì phải bằng hoặc lớn hơn điện áp mạch hiệu dụng. Dãy điện áp định mức tiêu chuẩn chung là 32V, 125V, 250V và 600V.
3. Điện trở của cầu chì điện trở không quan trọng trong toàn bộ mạch. Do thực tế là điện trở của cầu chì có cường độ dòng điện nhỏ hơn 1 chỉ là vài ohm, nên vấn đề này cần được xem xét khi sử dụng cầu chì trong mạch điện áp thấp. Hầu hết cầu chì được làm bằng vật liệu có hệ số nhiệt độ dương, do đó có sự phân biệt giữa điện trở lạnh và điện trở nóng.
4. Khả năng chịu dòng điện của cầu chì nhiệt độ môi trường được thử nghiệm trong điều kiện nhiệt độ môi trường 25 độ, chịu ảnh hưởng của những thay đổi về nhiệt độ môi trường. Nhiệt độ môi trường càng cao, nhiệt độ hoạt động của cầu chì càng cao và tuổi thọ của cầu chì càng ngắn. Ngược lại, hoạt động ở nhiệt độ thấp hơn sẽ kéo dài tuổi thọ của cầu chì.
5. Khả năng định mức của cầu chì cũng được gọi là khả năng ngắt. Khả năng định mức của cầu chì là dòng điện tối đa cho phép mà cầu chì thực sự có thể ngắt ở điện áp định mức. Khi xảy ra ngắn mạch, cầu chì sẽ chịu nhiều dòng điện quá tải tức thời lớn hơn dòng điện hoạt động bình thường. Hoạt động an toàn đòi hỏi cầu chì phải còn nguyên vẹn (không nổ hoặc đứt) và loại bỏ hiện tượng ngắn mạch.
trí thông minh
Đối với hầu hết các bộ chuyển mạch tăng cường chỉnh lưu không đồng bộ sử dụng cuộn cảm, có một đường dẫn DC giữa đầu vào và đầu ra. Sự tồn tại của đường dẫn này có thể gây ra hai hậu quả bất lợi: thứ nhất, một khi thời gian ngắn mạch đầu ra hoặc quá tải nghiêm trọng vượt quá vài trăm mili giây, nó sẽ khiến diode (thường là diode Schottky) quá nhiệt và hư hỏng; Thứ hai, khi vì một lý do nào đó, chẳng hạn như tắt máy của con người, mạch dao động chuyển mạch ngừng hoạt động và vẫn còn điện áp ở đầu tải, chỉ một diode thấp hơn mức giảm điện áp đầu vào, đầu ra vẫn sẽ tiêu thụ năng lượng. Ngoài ra, nếu điện áp dư thấp hơn phạm vi điện áp hoạt động ổn định của tải, nó sẽ đưa mạch vào trạng thái không chắc chắn.
Đối với các ứng dụng có dòng điện đầu ra tương đối nhỏ (dưới 5A), cả hai vấn đề trên đều có thể được giải quyết hiệu quả bằng cách sử dụng bộ điều khiển chế độ dòng điện một chip và công nghệ lấy mẫu dòng điện cao cấp. Trong các mạch này, diode được thay thế bằng một bóng bán dẫn chuyển mạch chỉnh lưu đồng bộ, do đó đường dẫn đầu vào-đầu ra có thể bị cắt bằng cách tắt bóng bán dẫn chuyển mạch bên trong. Kết quả là, đầu tải ở trạng thái điện trở cao đối với đầu vào, đây là kết quả mong muốn. Trong điều kiện làm việc bình thường, điện trở lấy mẫu cao cấp bên trong mạch sẽ lấy mẫu dòng tải theo định kỳ, do đó tránh được hậu quả thảm khốc do quá dòng gây ra. Do đó, mạch bảo vệ quá nhiệt bên trong cung cấp một khu vực hoạt động an toàn (SAO) cho bộ chuyển đổi.
MAX668 là bộ điều khiển chuyển mạch hoàn thiện chức năng tăng cường. Bộ điều khiển tăng cường phản hồi dòng điện (MAX668) điều khiển MOSFET tăng cường kênh N mức logic cấp thấp, được nối đất thông qua điện trở lấy mẫu dòng điện cấp thấp. Bộ chuyển mạch cấp cao là diode Schottky, được chọn chủ yếu vì nó có độ sụt điện áp dẫn truyền thuận thấp. Như thể hiện trong Hình 7, cấu trúc cấu trúc cơ bản của bộ chuyển đổi tăng cường không bị phá vỡ. Trong ứng dụng này, MAX668 chuyển đổi điện áp 3,3V thành 5V và dòng điện tải có thể đạt tới 3A.
Trong số đó, MOSFET-Q1 tăng cường kênh P là thành phần chính để đạt được sự ngắt tải. Khi MAX668 ở chế độ tắt, diode D1 vẫn dẫn, tạo ra điện áp 3,3V tại cực nguồn của MAX810L trừ đi độ sụt áp của diode D1. Do ngưỡng đặt lại của MAX810L là 4,65V, đầu ra RESET của nó ở mức cao, buộc Q1 phải tắt, do đó ngắt kết nối tải khỏi nguồn điện đầu vào. MAX668 đặt điện áp đầu ra 5V thông qua mạng điện trở phản hồi bên ngoài. Khi điện áp đầu ra vượt quá ngưỡng đặt lại của MAX810L, mạch đơn ổn bên trong bắt đầu hoạt động với độ trễ khoảng 240ms. Sau đó, đầu ra của MAX810L giảm xuống, khiến Q1 dẫn.
Sau khi dẫn Q1, MAX810L liên tục theo dõi điện áp đầu ra để xác định xem đầu ra có quá dòng không. Quá tải sẽ làm giảm điện áp đầu ra. Khi dưới mức ngưỡng của MAX810L, đầu ra của MAX810L sẽ chuyển từ cao xuống thấp sau độ trễ 20 μs, do đó tắt Q1 và khiến tải bị ngắt kết nối. Do hiệu ứng tăng cường của MAX668, điện áp tại cực nguồn của MAX810 sẽ cao hơn mức ngưỡng của nó. Sau thời gian trễ đặt lại là 240ms, đầu ra của MAX810L sẽ lại chuyển từ cao xuống thấp và Q1 sẽ được bật và tự động kết nối lại với tải. Quá trình trên sẽ được lặp lại theo định kỳ, trừ khi tải dư được loại bỏ hoặc MAX668 bị tắt để ngừng hoạt động. Do đó, MAX810L và công tắc Q1 cùng nhau tạo thành một công tắc trạng thái rắn (cầu chì điện tử).
MAX810L (Micro Power Device) có tầng ra đẩy-kéo không cân bằng. Khi đưa dòng điện ra bên ngoài, nó tương đương với điện trở 6k Ω; Khi lấy dòng điện từ bên ngoài, nó tương đương với điện trở 125 Ω. Khi Q1 được bật hoặc tắt, điện trở của MAX810L ngăn cản việc sạc và xả nhanh tụ Miller và tụ nguồn cực cổng trong Q1, do đó làm chậm quá trình thoáng qua của công tắc. Giả sử tổng điện dung tương đương của Q1 là 5000pF, hằng số thời gian của mạch RC của bóng bán dẫn dòng điện cao khi MAX810 lấy dòng điện (tương đương với điện trở 125 Ω) là khoảng 0,6 μs. Thời gian đáp ứng điện áp thoáng qua trong toàn bộ quá trình dẫn điện là khoảng 10RC=6 μs. Thời gian để tắt hoàn toàn cùng một công tắc Q1 gấp khoảng 48 lần thời gian dẫn điện hoàn toàn.
Khi tải ngoài hoặc C2 cần rút dòng điện lớn tại thời điểm khởi động, việc dẫn điện nhanh Q1 có thể khiến điện áp đầu vào của MAX810 thấp hơn điện áp ngưỡng đặt lại của nó, dẫn đến việc đặt lại. Do đó, việc thêm mạng RC để làm chậm quá trình bật của nó. Việc lựa chọn R và C một cách thích hợp có thể kéo dài quá trình kết nối tải cho đến một số chu kỳ chuyển mạch MAX668, do đó điện áp đầu ra của MAX668 luôn cao hơn điện áp ngưỡng đặt lại của MAX810. Nếu R và C kéo dài thời gian dẫn điện của Q1 và cũng kéo dài thời gian tắt máy. Do đó, cần phải song song một diode Schottky trên điện trở để đẩy nhanh quá trình tắt Q1 khi tải bị quá tải.
Để có được các kênh được tăng cường và điện trở dẫn thấp hơn, các mạch trên yêu cầu sử dụng MOSFET kênh P được điều khiển ở mức logic. Nếu giá trị điện trở dẫn của Q1 lớn và có điện áp rơi lớn ở cả hai đầu (đặc biệt là trong các ứng dụng điện áp đầu ra thấp hoặc khi tải ở xa nguồn điện), đầu ra phải được điều chỉnh bằng điện áp phản hồi từ cực thoát Q1. Khi thiết kế mạch, cần phải giảm thiểu các tham số ký sinh trong khi cân nhắc cẩn thận về bố cục mạch. Có thể thực hiện điều chỉnh từ xa ở trên bằng cách sử dụng công tắc tương tự điện áp thấp (MAX4544) được đóng gói trong SOT23, được điều khiển bởi đầu ra của MAX810L.
Theo thông số sản phẩm MAX4544, điện áp hoạt động tối thiểu của nó là 2,7V. Do điện áp đầu vào là 3,3V và độ sụt áp thuận của Schottky là 0,3V, ngay cả khi bộ chuyển đổi tăng áp ở chế độ tắt, MAX4544 (và MAX810) vẫn đang hoạt động. Tại thời điểm này, MAX810 đưa ra mức cao và đầu cuối chung COM của MAX4544 được kết nối với NO thường mở của nó (nguồn của Q1). Khi MAX668 được bật, mạng điện trở được kết nối với đầu cuối chung của MAX4544 cung cấp điện áp phản hồi cho MAX668. Do điện trở dẫn tối đa của MAX4544 đạt 60 Ω ở điện áp 5V, để có được sai số điện áp đầu ra tối thiểu, giá trị của điện trở phản hồi phải lớn. Do điện trở dẫn của MAX4544 chỉ là 120 Ω ở điện áp làm việc 3V nên điện áp lỗi do công tắc MAX4544 tạo ra rất nhỏ, ngay cả ở điện áp đầu ra thấp.
Khi bộ chuyển đổi tăng áp được bật và điện áp đầu ra của nó vượt quá ngưỡng đặt lại của MAX810 và trải qua độ trễ đặt lại, đầu ra của MAX810 sẽ thay đổi từ cao xuống thấp, khiến Q1 dẫn và kết nối với tải. Đồng thời, đầu ra mức thấp của MAX810 kết nối đầu COM và đầu NC (đầu thường đóng) của MAX4544, khiến điện trở phản hồi chuyển từ nguồn Q1 sang cực máng Q1, cho phép điều chỉnh điện áp đầu ra từ đầu tải cách xa bộ chuyển đổi.
Quá trình chuyển mạch của MAX4544 cũng chuyển mạch đầu vào của MAX810 từ cực nguồn của Q1 sang cực thoát của Q1, do đó MAX810 có thể được sử dụng để theo dõi xem tải có bị quá tải hay không.
Bảo hiểm điện áp cao
Cầu chì cao áp thường được sử dụng trên các tháp và cột điện cao áp, với công tắc cầu chì cũng có chức năng như công tắc bật-tắt, để bảo vệ quá dòng hoặc ngắn mạch cho hệ thống truyền tải và phân phối.