Автоматические выключатели в вашей печатной плате и в вашем перечне материалов

Закарайа Петерсон
|  Создано: 7 Декабря, 2018  |  Обновлено: 5 Марта, 2023
Автоматические выключатели в вашей печатной плате и в вашем перечне материалов

Автоматические выключатели не требуются в каждой системе, но в некоторых условиях они являются основным источником защиты от перенапряжения/высокого тока, а также от любых повреждений, которые могут возникнуть в результате скачков напряжения. Автоматические выключатели наиболее известны своим использованием в защите домашних электросетей, но они могут использоваться в любой среде (такой как энергосистемы и промышленные системы), которая требует защиты цепи. Некоторые автоматические выключатели могут быть установлены на печатной плате, в то время как другие слишком велики и должны быть установлены на панели в корпусе.

Какой из этих вариантов следует выбрать для вашего дизайна? Мы расскажем, как выбрать между этими автоматическими выключателями и как указать их в вашей сборке.

Автоматические выключатели в вашей печатной плате

Если ваша печатная плата содержит чувствительные элементы, которые вы хотите защитить от системного сбоя при высоком токе, скорее всего, вам потребуется включить в нее автоматический выключатель. Защита цепи также может потребоваться в соответствии с применимыми нормами ЭМС или отраслевыми стандартами для вашего продукта, и такие требования к защите цепи могут обосновывать использование автоматического выключателя. Существует множество типов автоматических выключателей, которые могут быть включены в вашу печатную плату, защищая вашу цепь от перенапряжения постоянного или переменного тока и/или от пусковых токов.

Существует четыре типа автоматических выключателей:

  • Тепловой - срабатывает из-за чрезмерного нагрева при условиях перегрузки по току
  • Магнитный - срабатывает от магнитного поля, создаваемого током
  • Теплово-магнитный - включает в себя изгиб биметаллического якоря при высоком токе
  • Гидравлически-магнитный - магнитная сила действует на пружину в демпфирующей жидкости для срабатывания выключателя

Каждый тип автоматического выключателя имеет различный профиль срабатывания по току во времени и отличительные механические характеристики. Чисто магнитные автоматические выключатели без гидравлической задержки используют соленоид для разрыва скачка тока и являются самыми быстрыми среди четырех вариантов.

Монтаж на печатную плату против монтажа на панель

Существуют автоматические выключатели, которые могут быть установлены непосредственно на печатную плату (PCB), в то время как более крупные автоматические выключатели обычно монтируются на панель в корпусе или шкафу. Недорогие автоматические выключатели, которые могут быть установлены на печатную плату, доступны с номинальными значениями срабатывания по току в десятки ампер.

Analyze and Optimize Your BOM

Analyze and share your BOMs for manufacture online.

PCB mount circuit breaker
Автоматический выключатель на печатной плате

Защита печатной платы от перегрузки по току требует представления о том, какой уровень тока будет протекать в цепи при возникновении неисправности. Существует ряд предохранителей и автоматических выключателей, которые можно установить на большую печатную плату, способную выдерживать ток порядка 10 А. Например, автоматический выключатель серии 1410-L110 - это однополюсный, с кнопкой для сброса, тепловой автоматический выключатель с очень быстрым переключением. Этот автоматический выключатель легко крепится к вашей печатной плате как компонент с монтажом сквозь отверстие.

Другие автоматические выключатели бывают двухполюсными и обычно используются в цепях, требующих подключения крупной бытовой техники. Что-то более мощное, например, автоматический выключатель Merlin Gerin, не может быть установлено на печатную плату и должно крепиться к внешней упаковке вашего устройства. Однако они могут обеспечить значительную защиту в случае короткого замыкания и предотвратить выход из строя вашей платы или возгорание, особенно в системе с высокой мощностью.

Выбор подходящего автоматического выключателя

Некоторые инженеры делают защиту своих цепей слишком мощной, чтобы избежать случайного срабатывания, но часто они выбирают автоматический выключатель с гораздо более высоким номиналом, чем необходимо. Номинальный ток автоматического выключателя показывает максимальный ток, который автоматический выключатель может поддерживать при комнатной температуре. Например, автоматический выключатель на 10 А будет поддерживать ток 10 А без срабатывания. Типичный автоматический выключатель на 4А с медленным профилем срабатывания может выдержать моментальный скачок тока до 10 А без ложного срабатывания.

Существуют различные термины, используемые для описания характеристик автоматических выключателей. Термины вроде «защита от воспламенения», «водонепроницаемость» и «пыленепроницаемость» используются для описания автоматических выключателей. Однако эти термины оставляют место для двусмысленности, если в документации компонента не указаны конкретные отраслевые стандарты. Всегда следует сравнивать указанные стандарты для вашего автоматического выключателя с предполагаемым применением при выборе защиты для вашей платы. Не забудьте включить соответствующие стандарты в ваш перечень материалов.

Автоматические выключатели с разъемными клеммами легко устанавливать и заменять. Их также можно паять, особенно автоматические выключатели с отверстиями для монтажа. Очевидно, что соединения на винтовых клеммах более надежны и подходят для приложений с высоким током и в условиях, где может возникнуть проблема вибрации. Не все автоматические выключатели с винтовыми клеммами можно прикрепить к вашей печатной плате через монтажные отверстия, и вам нужно будет исследовать эти выключатели перед тем, как пытаться включить их в вашу печатную плату.

Real-Time BOM Management

Easily manage components, suppliers, and sourcing data.

Modular circuit breakers in an electrical cabinet

Надежная защита цепей в промышленной системе

Что включить в ваш перечень материалов

Если вы отправляете на контрактное производство целую сборку (включая проводку, кабельные жгуты, корпус и т. д.) для массового производства, то любые компоненты, которые являются частью собранного продукта, должны быть включены в перечень материалов. Это включает любой автоматический выключатель, который будет подключен к печатной плате. Это также должно включать любой блок винтовых клемм и подвесные провода, которые обеспечат необходимые электрические соединения обратно к печатной плате.

Если вы отправляете на сборку только печатную плату, и автоматический выключатель будет установлен на печатной плате, то он должен быть включен в перечень материалов для сборщика. Если предполагается проведение испытаний в цепи на линии с собранной платой (проверка срабатывания выключателя), сборщику необходимо знать напряжение и ток, при которых срабатывает выключатель; это можно указать в описании компонента для перечня материалов.

Когда вам нужно включить компоненты, такие как автоматический выключатель, в ваш готовый продукт, убедитесь, что вы используете полный набор инструментов для проектирования печатных плат в Altium Designer® для разработки вашей печатной платы. Altium Designer включает в себя возможности проектирования кабельных жгутов, которые могут проверять логические соединения с внешними компонентами, такими как автоматический выключатель, а также пользовательские кабельные жгуты и сборки кабелей. Когда вы закончите проектирование и захотите отправить файлы вашему производителю, платформа Altium 365 упрощает сотрудничество и обмен проектами.

Простое управление компонентами

Управляйте компонентами, получайте данные о цепочке поставок в режиме реального времени и доступ к миллионам готовых к использованию компонентов.

Мы только коснулись поверхности возможностей Altium Designer на Altium 365. Начните вашу бесплатную пробную версию Altium Designer + Altium 365 сегодня.

Об авторе

Об авторе

Закарайа Петерсон (Zachariah Peterson) имеет обширный технический опыт в научных кругах и промышленности. До работы в индустрии печатных плат преподавал в Портлендском государственном университете. Проводил магистерское исследование на хемосорбционных газовых датчиках, кандидатское исследование – по теории случайной лазерной генерации. Имеет опыт научных исследований в области лазеров наночастиц, электронных и оптоэлектронных полупроводниковых приборов, систем защиты окружающей среды и финансовой аналитики. Его работа была опубликована в нескольких рецензируемых журналах и материалах конференций, и он написал сотни технических статей блогов по проектированию печатных плат для множества компаний.

Связанная техническая документация

Вернуться на главную
Thank you, you are now subscribed to updates.