Bel Power Solutions: ヒューズの未来

Bel Power Solutionsによるこの記事では、電子設計においてヒューズが従来どのように使用されているか、そして小型化が進む世界でヒューズがどのように変化する必要があるかについて説明します。Belが提供する正温度係数 (PTC) ヒューズの詳細と、それがヒューズ設計の将来をどのように改善するかについて説明します。

従来のヒューズは、電気回路と直列に配置された、既知の電流容量を持つワイヤまたはその他の導電性リンクで構成されています。ヒューズは、溶けて電流の流れを永久に遮断するように設計された安全装置としてのみ機能します。ヒューズが動作することで、過負荷または短絡電流による損傷から回路を保護し、障害状態が発生した場合に過熱や火災を防ぎます。

保護対象の回路に応じて、ヒューズの定格は、小型の民生用電子機器の数mAから産業用途の数百Aまであります。電流定格だけでは、特定の用途のヒューズを指定するのに十分ではありません。ヒューズには、ACおよび/またはDCの電圧定格もあります。電圧定格は最大値であり、これを超えることはできません。ヒューズが作動すると、ヒューズにアークが発生することはありません。負荷が抵抗性か反応性かに応じて、過電流が発生した場合に「高速」で溶断するように設計されたヒューズ、または溶断前に定義された短時間の過負荷を許容するように設計されたヒューズ (「時間遅延」ヒューズまたは「低速」ヒューズと呼ばれることが多い) があります。ヒューズは、回路パラメータに応じて選択する必要もあります。特定の半導体回路では、重大な/高価なコンポーネントの損傷を回避するために、ヒューズを非常に速くクリアする必要があります。逆に、電源装置などの誘導性または容量性の強い回路では、「電源投入」時に短時間の突入電流が発生する可能性があり、その場合、回路電流はヒューズの定格をはるかに超えることになります。このような回路では、「迷惑なクリア」と呼ばれる現象を引き起こすことなく、短時間だが通常のサージを乗り切るために、「タイムラグ」または「スローブロー」タイプのヒューズが必要です。これは、モーターや変圧器の突入電流にも当てはまります。

すべてのヒューズに共通する点は、それらが「ワンタイム」デバイスであるということです。従来のヒューズが強制的に切れた場合、根本的な障害を修復した後で正確な交換品を取り付けることが、保護された回路に再び電力を供給する唯一の方法です。しかし、電子システムが小型化、進化し続けるにつれて、ヒューズの使い捨てという性質に対する圧力がますます高まっています。



USBインターフェース以外に、PTC保護のメリットを享受できるアプリケーションには次のものがあります。

-- IEEE 1394 Firewire
-- Power over Ethernet (PoE)
-- リチウムイオン バッテリー パック
-- バッテリー チャージャー回路
-- PC周辺機器
-- ディスク ドライブ インターフェース
-- 変圧器
-- 通信回線インターフェース
-- モーター
-- 電源装置
-- ヒーター
-- 玩具