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Dimensionamento di fusibili

Posted in hardware by jumpjack on 10 settembre 2019

Qualche anno fa, quando ho rifatto da zero l’impianto elettrico dello scooter elettrico Ecojumbo 5000, ho avuto delle belle difficoltà a trovare normative e specifiche su come dimensionare correttamente fusibili per alte correnti continue.

Ecco ora un documento che fa un po’ di luce sulla questione:

https://www.littelfuse.com/~/media/electronics/product_catalogs/littelfuse_fuseology_selection_guide.pdf.pdf

 

  • Parametri del circuito
    • Corrente nominale (normal operating current)
    • Corrente massima di guasto (maximum fault current)
  • Parametri del fusibile
    • Tensione massima di lavoro (voltage rating)
    • Corrente nominale (“current rating”)
    • Corrente di corto circuito o Corrente di rottura o Corrente di sovraccarico (“short circuit rating” o “breaking capacity” o “interrupting rating”)

La corrente di corto circuito del fusibile deve essere maggiore o uguale della corrente massima di guasto del circuito, in modo che sia impossibile far scorrere nel circuito una corrente superiore alla sua corrente massima di guasto.

CCC >= CMG


Data la corrente nominale indicata nel datasheet, un fusibile non deve essere attraversato da più del 75% di questa corrente; o, detto al contrario, se devo permettere il passaggio di una corrente I in un circuito, il fusibile deve avere una corrente nominale di almeno I/0.75. Il valore 0.75 va poi moltiplicato per il fattore di derating dovuto alla differenza di temperatura rispetto alla temperatura ambiente, graficato nel datasheet.

Questo però è valido a 25°C in spazio aperto, condizioni standard utili solo per confrontare componenti diversi; bisogna però tenere conto del derating, ossia del cambio dei valori di specifica, al variare delle condizioni ambientali, essendo per definizione i fusibili componenti estremamente sensibili alle temperature.

Tensioni tipiche di specifica dei  fusibili sono: 32V, 63V, 125V, 250V e 600V. Il comportamento di un fusibile resta lo stesso al variare della tensione nel  range ammesso, mentre cambia molto al cambiare della corrente. Il documento non specifica come rapportare la tensione di lavoro in corrente continua con quella in corrente alternata, ma è presente un elenco di vari fusibili per i quali sono indicate le tensioni massime di lavoro sia in continua che in alternata, dai quali si evince che la tensione continua tollerata da un fusibile è 5 volte più grande di quella tollerata in regime di corrente alternata.

Il parametro principale per dimensionare un fusibile è quello che lo fa rompere: “overload current” o “corrente di sovraccarico“, che però non va mai da sola, ma è accompagnata dal tempo di apertura o tempo di rottura, cioè per quanto tempo può scorrere quella corrente nel fusibile prima che questo si fonda e apra il circuito. Questi due parametri del fusibile dipendono dalla “maximum fault current” (corrente massima di guasto) del circuito, cioè la corrente massima che si prevede possa scorrere nel circuito in caso di guasto.

 

 

 

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