Disjuntores em Sua PCB e Sua Lista de Materiais

Disjuntores não são necessários em todos os sistemas, mas em alguns ambientes eles são a principal fonte de proteção contra sobretensão/corrente alta, bem como qualquer dano que possa resultar de picos de energia. Disjuntores são mais conhecidos pelo uso na proteção de circuitos residenciais, mas podem ser usados em qualquer ambiente (como sistemas de energia e sistemas industriais) que requeiram proteção de circuito. Alguns disjuntores podem ser montados em uma PCB, enquanto outros são grandes demais e devem ser montados em painel dentro de um invólucro.

Qual dessas opções você deve escolher para o seu design? Vamos detalhar como escolher entre esses disjuntores e descrever como especificá-los na sua montagem.

Disjuntores na Sua PCB

Se a sua PCB contém elementos sensíveis que você precisa proteger de uma falha do sistema em alta corrente, provavelmente precisará incluir um disjuntor na sua PCB. A proteção de circuito também pode ser necessária sob as regulamentações de EMC ou padrões da indústria aplicáveis ao seu produto, e tais requisitos de proteção de circuito podem justificar um disjuntor. Existem muitos tipos de disjuntores que podem ser incluídos na sua PCB, protegendo seu circuito de sobretensões de AC ou DC e/ou correntes de inrush.

Existem quatro tipos de disjuntores:

• Térmico - acionado por aquecimento excessivo durante condições de sobrecorrente
• Magnético - aciona pelo campo magnético gerado por uma corrente
• Térmico-magnético - envolve a dobra de uma armadura bimetálica em alta corrente
• Hidráulico-magnético - a força magnética atua em uma mola em um fluido amortecedor para acionar o disjuntor

Cada tipo de disjuntor tem um perfil de interrupção de corrente diferente ao longo do tempo e características mecânicas distintas. Disjuntores puramente magnéticos sem atraso hidráulico usam um solenoide para interromper um surto de corrente e são, de longe, os disjuntores mais rápidos entre as quatro opções.

Montagem em PCB vs. Montagem em Painel

Disjuntores estão disponíveis que podem ser montados diretamente em um PCB, enquanto disjuntores maiores normalmente são montados em um painel em uma caixa ou armário. Disjuntores de baixo custo que podem ser montados em um PCB estão disponíveis com classificações de interrupção de corrente de dezenas de Ampères.

Proteger uma PCB contra sobrecorrente requer alguma ideia do nível de corrente que se propagará no circuito uma vez que ocorra uma falha. Existem vários fusíveis e disjuntores que você pode usar e que serão montados em uma PCB maior que pode suportar na ordem de 10 A de corrente. Por exemplo, o disjuntor da série 1410-L110 é um disjuntor térmico de um único polo, com rearme por pressão, e comutação extremamente rápida. Este disjuntor pode ser facilmente acoplado à sua PCB como um componente de montagem através de furo.

Outros disjuntores vêm na variedade de dois polos e são tipicamente usados com circuitos que requerem aparelhos maiores. Algo mais robusto, como um disjuntor Merlin Gerin, não pode ser montado em uma PCB e deve ser montado na embalagem externa do seu dispositivo. No entanto, eles podem fornecer proteção significativa em caso de curto-circuito e prevenir que sua placa falhe ou pegue fogo, especialmente em um sistema de alta potência.

Selecionando o Disjuntor Certo

Alguns engenheiros dimensionam a proteção de seus circuitos de forma exagerada para evitar disparos acidentais, mas frequentemente especificam um disjuntor com uma classificação muito superior à necessária. A classificação de corrente em um disjuntor indica a corrente máxima que o disjuntor pode manter à temperatura ambiente. Por exemplo, um disjuntor de 10 A manterá uma corrente de 10 A sem disparar. Um disjuntor típico de 4A com um perfil de disparo lento pode tolerar um surto de corrente momentâneo de 10 A sem disparos por engano.

Existem vários termos usados para descrever o desempenho dos disjuntores. Termos como “proteção contra ignição”, “à prova d'água” e “à prova de poeira” são usados para descrever disjuntores. No entanto, esses termos deixam margem para ambiguidade, a menos que padrões específicos da indústria sejam especificados na documentação do componente. Você sempre deve comparar os padrões especificados para o seu disjuntor com a aplicação pretendida ao selecionar a proteção para sua placa. Certifique-se de incluir os padrões relevantes na sua lista de materiais.

Disjuntores com terminais de estilo plug-in são fáceis de instalar e substituir. Eles também podem ser soldados, especialmente disjuntores com terminais through-hole. Obviamente, conexões com terminais de parafuso são mais seguras e adequadas para aplicações com alta corrente e em ambientes onde a vibração pode se tornar um problema. Nem todos os disjuntores com terminais de parafuso podem ser fixados à sua PCB através de furos de montagem, e você precisará examinar esses disjuntores antes de tentar incluí-los em sua PCB.

Proteção de circuito de alta capacidade em um sistema industrial

O que Incluir na Sua Lista de Materiais

Se você está enviando um conjunto completo (incluindo fiação, chicotes de cabos, invólucro, etc.) para um fabricante contratado para produção em volume, então quaisquer componentes que façam parte do produto montado devem ser incluídos na lista de materiais. Isso inclui qualquer disjuntor que se conectará à PCB. Isso também deve incluir qualquer bloco de terminais de parafuso e cabos volantes que fornecerão as conexões elétricas necessárias de volta à PCB.

Se você está enviando apenas uma PCB para montagem, e o disjuntor será montado na PCB, então ele deve ser incluído na lista de materiais para o montador. Se houver testes em linha no circuito com a placa montada (verificando se o disjuntor é acionado), o montador precisa saber a tensão e a corrente que acionam o disjuntor; isso pode ser incluído na descrição do componente para a lista de materiais.

Quando você precisar incluir componentes como um disjuntor no seu produto montado, certifique-se de usar o conjunto completo de ferramentas de design de PCB em Altium Designer para projetar sua PCB. O Altium Designer inclui capacidades de design de chicote de fios que podem verificar conexões lógicas com componentes externos como um disjuntor, bem como chicotes de fios personalizados e montagens de cabos. Quando você terminar seu design e quiser liberar arquivos para seu fabricante, a plataforma Altium 365 facilita a colaboração e o compartilhamento de seus projetos.

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