Сегодня плавкие вставки предохранителей представляют собой сверхбыстродействующие конструкции для защиты от короткого замыкания силовых полупроводников, в частности тиристоров, GТО и диодов. Благодаря своим конструктивным особенностям эти элементы устойчивы к переменным нагрузкам. При соблюдении постоянного времени в цепи короткого замыкания плавкие вставки предохранителей применяются в цепях постоянного и переменного тока.
Разные производители (в основном зарубежные) выпускают сегодня широкий спектр приборов-предохранителей на основе плавких вставок, что называется, «на любой вкус и цвет». Благодаря характеристике сверхбыстродействия некоторые серии плавких предохранителей, например фирмы Sitron (3NЕ3.2, 3NЕ3.3, 3NЕ4.1, 3NЕ8.0, 3NЕ8.7 ), обладают классом защиты аR (защита полупроводников при токах определенной кратности). Серия 3NЕ1-3NЕ0 на номинальные токи 16-630 А имеет класс защиты gR (защита полупроводников при токах любой кратности).
Такие предохранители применимы как для защиты проводов (защиты от перегрузки и короткого замыкания), так и для защиты полупроводниковых элементов, микросхем стабилизаторов, усилителей радиопередатчиков. Их перегрузочная характеристика согласируется условиями работы промежуточных звеньев преобразователей напряжения (U- преобразователей).
Ни один электронный узел, будь то силовой агрегат или источник питания, не обходится без предохранителя-элемента защиты от пожара и удара электрическим током. Характеристики некоторых популярных типов предохранителей, представленные в табл. П.1-П.7., помогут легко подобрать аналоговые замены предохранителей в случае ремонта и окажут практическую помощь в конструировании радиоэлектронной техники.
Приборы отечественного производства
Таблица П.1. Предохранители с плавкими вставками отечественного производства до 10А
| Наименование | Предельный ток, А | Наименование | Предельный ток, А |
| ВП1-1 | 0,25-5 | ВПБ6-38 | 4 |
| ВП1-2 | 0,25-5 | ВПБ6-39 | 5 |
| ВП2Б-1В | 0,25-8 | ВПБ6-40 | 6,3 |
| ВП3Б-1В | 1-8 | ВПБ6-41 | 8 |
| ВП3Т-2Ш | 3,15-10 | ВПБ6-42 | 10 |
| ВП4-1 | 0,5 | ВПБ6-5 | 0,5 |
| ВП4-2 | 0,75 | ВПБ6-7 | 1 |
| ВП4-3 | 1 | ВПМ2-М1 | 0,1-0,5 |
| ВП4-4 | 2 | ВТФ-6 | 6 |
| ВП4-5 | 3,15 | ВТФ-10 | 10 |
| ВП4-6 | 3,5 | ПК-30 | 0,15-2 |
| ВП4-7 | 4 | ПК-45 | 0,15-5 |
| ВП4-8 | 0,1 | ПЦ-30 | 1-5 |
| ВП4-9 | 0,16 | ВПТ6-1 | 0,16 |
| ВП4-10 | 0,2 | ВПТ6-2 | 0,25 |
| ВП4-11 | 0,25 | ВПТ6-3 | 0,315 |
| ВП4-12 | 0,315 | ВПТ6-4 | 0,4 |
| ВП4-13 | 0,4 | ВПТ6-5 | 0,5 |
| ВП4-14 | 1,25 | ВПТ6-6 | 0,63 |
| ВП4-15 | 1,6 | ВПТ6-7 | 1 |
| ВП4-16 | 5 | ВПТ6-8 | 1,25 |
| ВП4-17 | 0,63 | ВПТ6-9 | 1,6 |
| ВП4-18 | 2,5 | ВПТ6-10 | 2 |
| ВПБ6-1 | 0,16 | ВПТ6-11 | 3,5 |
| ВПБ6-2 | 0,25 | ВПТ6-13 | 5 |
| ВПБ6-10 | 2 | ВПТ6-15 | 0,25 |
| ВПБ6-11 | 3,15 | ВПТ6-18 | 0,5 |
| ВПБ6-12 | 4 | ВПТ6-19 | 2 |
| ВПБ6-13 | 5 | ВПТ6-20 | 1 |
| ВПБ6-23 | 2 | ВПТ6-26 | 5 |
| ВПБ6-24 | 3,15 | ВПТ6-28 | 0,25 |
| ВПБ6-25 | 4 | ВПТ6-31 | 0,5 |
| ВПБ6-26 | 5 | ВПТ6-33 | 1 |
| ВПБ6-36 | 2 | ПВД-1 | 4/6,3 |
| ВПБ6-37 | 3,15 |
Таблица П.2. Предохранители отечественного производства, рассчитанные на рабочий ток свыше 15А
| Наименование | Предельный ток, А |
| ПВД-2 | 16/25 |
| ППН-35 | 35 |
| ДВП4-2 | 12/16 |
| ДВП4-2В | 25 |
| ПН2-100 | 31,5/40/50/63/80/100 |
| ПН2-250 | 80/100/125/160/200/250 |
| ПН2-400 | 250/315/355/400 |
| ПН2-630 | 315/500/630 |
| ПНБ-5М 380/400 | 250 |
| ПР-2/220В | 60 |
| ПРС-25-10 | 10 |
| ПРС-25-16 | 16 |
| ПРС-25-20 | 25 |
Приборы зарубежного производства
Кроме плавких предохранителей, принцип действия которых основан на перегорании легкосплавного проводника при превышении расчетного тока, различают термопредохранители, которые разрывают электрическую цепь при превышении температуры нагрева их корпуса (пропорционально прохождению в цепи тока). По сравнению с плавкими, термопредохранители еще более инертны и их применение в электронных приборах весьма специфично, однако некоторые типы термопредохранителей могут конкурировать по эффективности с плавкими вставками (особенно при большом значении тока в цепи).
Главное достоинство термопредохранителей заключается в том, что почти все их типы рассчитаны на многоразовое использование и универсальны по своей природе. По габаритам (месту, занимаемому в корпусе устройства) термопредохранители также дадут форму плавким вставкам, рассчитанным на большой ток: термопредохранители компактны (имеют габариты не больше корпусов транзисторов П702, КТ908, КТ933 в металлостеклянном исполнении – до 26 мм в диаметре) и могут применяться в электрических цепях с напряжением 220/380 В, что представляет многоплановые возможности для их применения вместо плавких вставок.
Термостаты, в отличие от термопредохранителей, рассчитаны в основном на переменный род тока и резко уменьшают свое сопротивление по достижении расчетной температуры нагрева. Справочные данные для этих типов радиоэлементов сведены в табл. П.3-П.5.
Таблица П.3. Термопредохранителя зарубежного производства серииRY01
|
Наименование |
Температура срабатывания Т (f—off), 0С |
Рабочая температура, Тс, 0С |
Максимальная температура окружающей среды, Тm, 0С |
| RY01-55 | 52±2 | 35 | 120 |
| RY01-65 | 63+1/-3 | 40 | 120 |
| RY01-70 | 68+2/-3 | 45 | 120 |
| RY01-76 | 73+2/-3 | 45 | 120 |
| RY01-80 | 78+2/-3 | 55 | 150 |
| RY01-85 | 80±2 | 55 | 150 |
| RY01-92 | 90±2 | 65 | 150 |
| RY01-96 | 94±2 | 65 | 150 |
| RY01-100 | 97±2/-3 | 65 | 150 |
| RY01-105 | 100+4/-2 | 70 | 150 |
| RY01-110 | 106±2 | 75 | 150 |
| RY01-113 | 110+2/-3 | 80 | 150 |
| RY01-115 | 110±3 | 80 | 150 |
| RY01-121 | 119+2/-3 | 90 | 180 |
| RY01-123 | 120+2/-3 | 90 | 180 |
| RY01-125 | 120+3/-2 | 90 | 180 |
| RY01-128 | 124±3 | 90 | 180 |
| RY01-130 | 127±3 | 100 | 180 |
| RY01-133 | 130±3 | 100 | 180 |
| RY01-135 | 130±3 | 100 | 180 |
| RY01-139 | 137±2 | 105 | 180 |
| RY01-142 | 140+2/-3 | 112 | 180 |
| RY01-145 | 140+2/-3 | 112 | 180 |
| RY01-152 | 149±3 | 115 | 200 |
| RY01-155 | 152±3 | 115 | 200 |
| RY01-165 | 162±3 | 135 | 200 |
| RY01-167 | 162±3 | 135 | 200 |
| RY01-169 | 165+2/-3 | 135 | 200 |
| RY01-172 | 170±2 | 140 | 200 |
| RY01-180 | 177±3 | 150 | 220 |
| RY01-185 | 182±2 | 150 | 220 |
| RY01-192 | 190+2/-5 | 165 | 220 |
| RY01-195 | 190+2/-5 | 165 | 220 |
| RY01-200 | 195±5 | 165 | 250 |
| RY01-210 | 205±5 | 170 | 250 |
| RY01-216 | 210±5 | 175 | 250 |
| RY01-225 | 220+2/-5 | 180 | 260 |
| RY01-230 | 225±3 | 195 | 260 |
| RY01-235 | 230±4 | 195 | 260 |
| RY01-240 | 235±3 | 200 | 260 |
| RY01-245 | 240±5 | 200 | 280 |
| RY01-250 | 245±5 | 200 | 280 |
| RY01-255 | 250±5 | 200 | 280 |
| RY01-260 | 255±5 | 205 | 300 |
| RY01-320 | 310+5/-10 | 250 | 300 |
Рабочее переменное напряжение составляет 250 В, рабочий ток – 15 А.
Таблица П.4. Термостаты серии KSDI (RSW-9700)
| Наименование | Температура срабатывания Т (off), 0С | Температура восстановления Т (on), 0С |
| KSDI-80 | 80±5 | 55±10 |
| KSDI-85 | 85±5 | 60±10 |
| KSDI-90 | 90±5 | 65±10 |
| KSDI-95 | 95±5 | 70±10 |
| KSDI-100 | 100±5 | 75±10 |
| KSDI-105 | 105±5 | 80±10 |
| KSDI-110 | 110±5 | 80±10 |
| KSDI-115 | 115±5 | 80±10 |
| KSDI-120 | 120±5 | 80±10 |
| KSDI-125 | 125±5 | 80±10 |
| KSDI-130 | 130±5 | 90±15 |
| KSDI-135 | 135±5 | 90±15 |
| KSDI-140 | 140±5 | 90±15 |
| KSDI-145 | 145±5 | 90±15 |
| KSDI-150 | 150±5 | 90±15 |
Рабочее переменное напряжение составляет 250 В, а рабочий ток – 15 А.
Таблица П.5. Термостаты серии KSD
| Наименование | Температура срабатывания Т (off), 0С | Температура восстановления Т (on), 0С |
| KSD-48 | 48±3 | 35±8 |
| KSD-55 | 55±3 | 40±8 |
| KSD-58 | 58±3 | 42±8 |
| KSD-60 | 60±3 | 45±5 |
| KSD-65 | 65±3 | 48±5 |
| KSD-70 | 70±3 | 55±5 |
| KSD-75 | 75±3 | 55±7 |
| KSD-80 | 80±3 | 60±7 |
| KSD-85 | 85±3 | 65±7 |
| KSD-90 | 90±3 | 70±10 |
| KSD-95 | 95±3 | 70±10 |
| KSD-100 | 100±3 | 70±10 |
| KSD-105 | 105±3 | 80±10 |
| KSD-110 | 110±3 | 85±10 |
| KSD-115 | 115±5 | 85±10 |
| KSD-120 | 120±5 | 90±15 |
| KSD-125 | 125±5 | 95±10 |
| KSD-130 | 130±5 | 95±10 |
| KSD-135 | 135±5 | 100±10 |
| KSD-140 | 140±5 | 110±10 |
| KSD-145 | 145±5 | 110±10 |
| KSD-150 | 150±7 | 120±10 |
| KSD-155 | 155±7 | 120±10 |
| KSD-160 | 160±10 | 130±15 |
| KSD-165 | 165±10 | 130±15 |
| KSD-170 | 170±10 | 130±15 |
| KSD-175 | 175±10 | 140±15 |
| KSD-180 | 180±10 | 140±15 |
Рабочее переменное напряжение составляет 250 В, а рабочий ток – 10 А.
Самовосстанавливающиеся предохранители фирм Bourns и Raychem
Наибольшего внимания заслуживают самовосстанавливающиеся предохранители (как часто встречающиеся в современных радио- и бытовых устройствах широкого назначения). Они позволяют (кроме того, что имеют другие достоинства) некоторым образом сэкономить на покупке новых или запасных предохранителей с плавкими вставками, которые, по сравнению с самовосстанавливающимися, кажутся уже историческим анахронизмом. Как это часто случается в последние десятилетия, отечественная промышленность (на территории СНГ) не наладила пока собственное производство (или в этом уже нет необходимости), поэтому применять и рассматривать самовосстанавливающиеся предохранители приходится на примере импортных образцов. Что важно в данном аспекте рассмотрения?
Нельзя путать самовосстанавливающиеся предохранители с быстро восстанавливающимися силовыми диодами отечественного производства (типа ДЧ-х, ДЧЛ-х) – это разные приборы и по назначению, и по электрическим характеристикам.
Самовосстанавливающиеся предохранители, как правило, рассчитаны на относительно небольшой ток в электрической цепи – до 1А (хотя некоторые типы выдерживают и больший ток) – табл.
Таблица П.6. Самовосстанавливающиеся предохранители фирмы Bourns
| Наименование |
Ток срабатывания, А |
| FUSE PTC MF-R010 |
0,1 |
| FUSE PTC MF-R017 |
0,17 |
| FUSE PTC MF-R020 |
0,2 |
| FUSE PTC MF-R025 |
0,25 |
| FUSE PTC MF-R030 |
0,3 |
| FUSE PTC MF-R040 |
0,4 |
| FUSE PTC MF-R050 |
0,5 |
| FUSE PTC MF-R090 |
0,9 |
| FUSE PTC MF-R135 |
1,35 |
| FUSE PTC MF-RX110 |
1,1 |
| FUSE PTC MF-RX-185 |
1,85 |
Система обозначений самовосстанавливающихся предохранителей фирмы Bourns отражает название серии MF-R (MF-RX) и ток срабатывания, например, цифры 010 обозначают 0,1 А и далее по аналогии.
Одним из основных параметров самовосстанавливающихся предохранителей является зависимость времени срабатывания предохранителя от величины тока в цепи (обычно замеряемая при комнатной температуре +20 0С). Естественно, что чем меньше время отклика (разрыва цепи) предохранителя, тем он эффективнее и перспективнее в использовании.
Само по себе ограничение спектра использования приборов в электрических цепях с током до 1-2 А оставляет им, казалось бы, шансы только на участие в «смешных пионерских самоделках», но это только на первый взгляд. Практически самовосстанавливающиеся предохранители применяются в выходных цепях стабилизаторов питания, в бытовой аудио- и видеотехнике, в автомобильной аудиоаппаратуре, во включателях освещения различного назначения, в охранных датчиках, в системах, телефонии и радиосвязи. Спектр их применения на практике огромен (и это косвенно подтверждается тем, что известные фирмы обеспечивают выпуск данных элементов на протяжении нескольких лет). Но этот тип предохранителей теоретически не может участвовать разве что в высоковольтных силовых узлах питания и коммутации, где ток в цепи может быть и 10, и 200 А. Для этого существуют другие виды предохранителей, в том числе слаботочные плавкие вставки и автоматические выключатели с функцией восстановления (автоматы), о которых говорилось выше.
Самовосстанавливающиеся предохранители занимают свою нишу в радиоэлектронике и на сегодняшний день не уступают никому по скорости срабатывания, функциональности, универсальности, самодостаточности и даже стоимости, ведь цена в розницу самовосстанавливающегося предохранителя, например типа MF-R040, не превышает двух плавких предохранителей на аналогичный ток 400-500 мА.
Внешний вид, как уже было отмечено, позволяет применять эти элементы практически в любой конструкции – они напоминают отечественные конденсаторы типа КМ-6. Ресурс их работы практически неограничен. Максимальное напряжение Umax=250 В (что позволяет применять самовосстановливающиеся предохранители в источниках питания, в том числе в цепи питания первичной обмотки понижающего трансформатора при переменном роде тока). Рассеивамая мощность при температуре +200С достигает 1 Вт. Диапазон рабочей температуры колеблется в пределах от -40 до +850с. Эти электрические параметры задают некоторый шаблон универсальности в применении самовосстанавливающихся предохранителей.
Определенным минусом можно назвать минимальное внутреннее сопротивление самовосстанавливающихся предохранителей (оно может быть от долей Ома до нескольких единиц и даже десятков Ом – в зависимости от типа – см. табл.).
Табл. П.7. Самовосстанавливающиеся предохранители PolySwitch фирмы Raychem для применения в телекоммуникационной аппаратуре связи (и в других подходящих случаях)
| Наименование | Максимальный пропускаемый ток, Iн, А | Минимальный ток срабатывания It, А | Максимальный ток Imax, А | Время срабатывания, с | Сопротивление Rmin/Rmax, Ом |
| TR250-080T | 0,08 | 0,16 | 3 | 3 | 15/22 |
| TR250-080U | 0,08 | 0,16 | 3 | 3 | 14/20 |
| TR250-110U | 0,11 | 0,22 | 3 | 0,75 | 5/9 |
| TR250-120 | 0,12 | 0,24 | 3 | 1,5 | 4/8 |
| TR250-120T | 0,12 | 0,24 | 3 | 0,7 | 7/12 |
| TR250-120T-RA | 0,12 | 0,24 | 3 | 0,9 | 7/9 |
| TR250-120T-RC | 0,13 | 0,26 | 3 | 0,85 | 5,4/7,5 |
| TR250-120T-RF | 0,12 | 0,24 | 3 | 0,7 | 6/10,5 |
| TR250-120T-R1 | 0,12 | 0,24 | 3 | 0,8 | 6/9 |
| TR250-120T-R2 | 0,12 | 0,24 | 3 | 0,7 | 8/10,5 |
| TR250-120U | 0,12 | 0,24 | 3 | 1 | 6/10 |
| TR250-120UT | 0,12 | 0,24 | 3 | 0,9 | 7/12 |
| TR250-145 | 0,145 | 0,29 | 3 | 2,5 | 3/6 |
| TR250-145-RA | 0,145 | 0,29 | 3 | 2,5 | 3/5,5 |
| TR250-145-RB | 0,145 | 0,29 | 3 | 2 | 4,5/6 |
| TR250-145T | 0,145 | 0,29 | 3 | 0,85 | 5,4/7,5 |
| TR250-145U | 0,145 | 0,29 | 3 | 2 | 3,5/6,5 |
| TR250-180U | 0,18 | 0,5 | 10 | 15 | 0,8/2 |
Корпус предохранителя типа Т2, Т3 внешне напоминает дисковый неполярный конденсатор, с размерами, например, 7,4х3,1х12,7 (мм) соответственно длина, ширина и высота.
Это накладывает ограничения на использование данных типов приборов в силовых цепях радиоэлектроники, но в устройствах и узлах малой мощности самовосстанавливающиеся предохранители практически не имеют конкурентов.