PCBと部品表におけるサーキットブレーカー

回路遮断器はすべてのシステムで必要とされるわけではありませんが、過電圧/高電流に対する保護や、電力サージから生じる可能性のある損傷に対して、一部の環境では主要な保護源となります。回路遮断器は住宅の回路保護での使用が最もよく知られていますが、回路保護が必要とされる任意の環境（電力システムや産業システムなど）で使用することができます。一部の回路遮断器はPCB上に取り付けることができますが、他のものは大きすぎて筐体内にパネル取り付けする必要があります。

これらのオプションのどちらを設計に選択すべきか？これらの回路遮断器を選択する方法と、組み立てでこれらを指定する方法について説明します。

PCB内の回路遮断器

PCBが高電流でのシステム障害から保護する必要がある敏感な要素を含む場合、PCBに回路遮断器を含める必要があるでしょう。回路保護は、製品に適用されるEMC規制や業界標準の下でも必要とされる場合があり、そのような回路保護要件は回路遮断器を必要とするかもしれません。PCBに含めることができる回路遮断器の種類は多く、ACまたはDCの過電圧および/または突入電流から回路を保護します。

回路遮断器には4種類あります：

• 熱的 - 過電流状態での過度の加熱によって作動
• 磁気 - 電流によって生成される磁場によって作動
• 熱磁気 - 高電流でのバイメタルアームの曲がりによって作動
• 油圧磁気 - 磁力が減衰液中のバネに作用してブレーカーを作動させる

各種類のブレーカーは、時間経過に伴う異なる電流作動プロファイルと独自の機械的特性を持っています。油圧遅延のない純粋な磁気ブレーカーは、電流サージを遮断するためにソレノイドを使用し、4つのオプションの中で最も速いブレーカーです。

PCB取り付け対パネル取り付け

PCBに直接取り付けることができるブレーカーや、通常はハウジングやキャビネットのパネルに取り付ける大型のブレーカーがあります。PCBに取り付け可能な低コストのブレーカーは、数十アンペアの電流作動定格で利用可能です。

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PCBを過電流から保護するには、故障が発生した際に回路で伝播するであろう電流のレベルについてある程度の見当が必要です。10A程度の電流に耐えうる大型のPCBに取り付けることができる、多数のヒューズや遮断器があります。例えば、1410-L110シリーズの遮断器は、シングルポールでプッシュリセット式の、非常に高速に切り替わる熱遮断器です。この遮断器はスルーホールコンポーネントとしてPCBに簡単に取り付けることができます。

他の遮断器にはダブルポールタイプがあり、大型の家電製品を必要とする回路で一般的に使用されます。より重-dutyなMerlin Gerinの遮断器のようなものは、PCBに取り付けることはできず、デバイスの外部パッケージに取り付ける必要があります。しかし、これらは短絡時において顕著な保護を提供し、特に高電力システムでは、基板が故障したり火を捕らえたりするのを防ぐことができます。

適切な遮断器の選択

エンジニアの中には、偶発的なトリッピングを避けるために回路保護を大きく設定する人もいますが、必要以上に高い定格のブレーカーを指定することがよくあります。ブレーカーの電流定格は、室温でブレーカーが維持できる最大電流を示しています。例えば、10Aのブレーカーは、トリッピングせずに10Aの電流を維持します。典型的な4Aブレーカーであっても、遅延トリップ特性を持つものは、瞬間的な10Aの電流サージを、迷惑なトリッピングなしに耐えることができます。

ブレーカーの性能を説明するために様々な用語が使われます。「点火保護」、「防水」、「防塵」といった用語がブレーカーを説明するために使われます。しかし、これらの用語は、コンポーネントの文書に特定の業界標準が指定されていない限り、あいまいさを残します。回路ブレーカーを選択する際には、常に指定された標準を、基板の保護のための意図された用途と比較してください。部品表に関連する標準を含めることを忘れないでください。

プラグインスタイルの端子を持つブレーカーは、取り付けや交換が簡単です。特にスルーホール端子を持つブレーカーは、はんだ付けも可能です。明らかに、ネジ端子接続はより安全で、高電流のアプリケーションや振動が問題になり得る環境に適しています。すべてのネジ端子ブレーカーがPCBに取り付け穴を通して取り付けられるわけではなく、PCBに組み込む前にこれらのブレーカーを検討する必要があります。

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産業システムにおける重負荷回路保護

部品表に含めるべきもの

配線、ケーブルハーネス、エンクロージャーなど、組み立てられた製品全体を量産のために契約メーカーに送る場合、組み立てられた製品の一部であるすべてのコンポーネントを部品表に含める必要があります。これには、PCBに接続される任意のブレーカーも含まれます。これには、PCBに必要な電気接続を提供するネジ端子ブロックやフライングリードも含まれるべきです。

PCBのみを組み立てに出す場合、かつそのPCBにサーキットブレーカーを取り付ける場合は、そのサーキットブレーカーを組み立て業者のための材料表に含める必要があります。組み立てられたボードでオンラインのインサーキットテスト（ブレーカーが作動するかどうかのチェック）を行う場合は、組み立て業者がブレーカーを作動させる電圧と電流を知る必要があります。これは材料表のコンポーネント説明に含めることができます。

サーキットブレーカーのようなコンポーネントを組み立て製品に含める必要がある場合は、Altium Designer^®の完全なPCB設計ツールセットを使用してPCBを設計することを確認してください。Altium Designerには、サーキットブレーカーのような外部コンポーネントへの論理接続をチェックできるワイヤーハーネス設計機能が含まれており、カスタムワイヤーハーネスやケーブルアセンブリも設計できます。設計が完了し、製造業者にファイルをリリースしたい場合、Altium 365^™プラットフォームを使用すると、プロジェクトの共有や協力が簡単になります。

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