Fuse

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Fuse 란?

선로에서 일정 값 이상의 전류가 안전통전 시간 이상으로 지속 통전 되었을 경우 퓨즈 가용체(엘리멘트)가 내부에서 발생되는 열에 의하여 용단되어 회로를 개방하는 장치로, 고압계통 선로에 단락전류(사고전류) 발생시 전력계통을 차단함으로써 전력기기 및 선로를 보호한다.

Fuse 특징?

일반적으로 회로를 보호하기 위해서는 차단기, 변류기, 계전기등이 필요하지만, Power Fuse만으로 3가지 기기의 역할을 수행하므로 경제적이나 재투입은 불가능하다.

Fuse 용도란?

변압기, 모터, 제어회로 장치, 콘덴서 회로보호용, 차단용량이 부족한 차단기, 개폐기의 후비 보호용

Fuse 종류

  1. A종퓨즈
    저압배선용의 고리퓨즈, 통형퓨즈 또는 플러그퓨즈로써 그 특성이 배선용차단기에 가깝고 최소 용단전류가 정격전류의 110%와 135% 사이에 있는 것을 말한다.
  2. B종퓨즈
    저압배선용의 고리퓨즈, 통형퓨즈 또는 플러그퓨즈로써 최소용단전류가 정격전류의 130%와160% 사이에 있는 것을 말한다.
  3. 고리퓨즈
    연합금의 선 또는 판의 양단에 동의 고리를 납땜이나 기타의 방법으로 접착한 것 또는 아연판을 정공하여 그 양단을 고리형으로 한 것을 말한다.
  4. 포장퓨즈
    가용체를 절연물 또는 금속으로 충분히 포장한 구조의 통형퓨즈 또는 플러그퓨즈로써정격차단용량 이내의 전류를 용융금속 또는 아크를 방출하지 아니하고 안전하게 차단할 수 있는 것을 말한다.
  5. 비포장퓨즈
    포장퓨즈 이외의 퓨즈를 말하고 방출형 퓨즈를 포함한다.
  6. 한류퓨즈
    단락전류를 신속히 차단하며 또한 흐르는 단락전류의 값을 제한하는 성질을 가지는 퓨즈로서 이 성질에 관하여 일정한 규격에 적합한 것을 말한다.
  7. 전동기용 퓨즈
    전동기의 보호에 적합한 퓨즈를 말한다.

Fuse 선정 법

폴리스위치

개 요

일반적으로 전자제품의 과전류 보호용으로 사용되는 Fuse는 과전류가 흘렀을 때 1회용 보호소자로서 동작되며, 제품의 재동작을 위해서는 Fuse의 교체가 불가피합니다. 또한 Fuse는 스위치를 켜고 끄는 반복동작과 순간적으로 Plug를 잘못 연결하여 생기는 Surge전류에 의해서도 손상되는 경우가 있습니다.
Raychem사에 의하여 개발된 자기복구형 PolySwitch는 전기전도성 폴리머로 이루어져 있으며, 부품의 교체 없이 반영구적으로 반복사용할 수 있는 특징을 가지고 있습니다. PolySwitch의 동작원리는 회로에 과전류가 유입되면 이 전류에 의해 발생하는 Joule열에 의하여 PolySwitch가 저저항체에서 고저항체로 변하게 되고 이에 따라 과전류를 제한하여 기기의 내부회로를 보호할 수 있습니다. 한편, 과전류 요인이 제거되고 소자의 온도가 낮아지면 저항값은 다시 초기상태의 낮은 값으로 복귀하게 되어 회로의 정상동작이 가능하게 됩니다.
PolySwitch는 기존의 Fuse나 과전류 보호소자에 비하여 진동, 습기, 먼지등의 열악한 환경조건에서도 우수한 특성을 갖고 있으며, 다양한 종류의 제품으로 공급가능하여 어떤 형태 및 조건에서도 간단히 장착이 가능하도록 작업성과 설치조건에서도 우수한 특성을 가지고 있습니다.

동 작 과 정

PolySwitch는 특수한 Polymer와 전도성 물질로 구성되어 있어 정상상태에서는 결정체 구조안에 전도성물질이 강하게 결합되어 있는 상태로 낮은 전기저항을 가지는 Chain으로 구성되어 있습니다. 전기저항이 낮을때는 PolySwitch를 통하는 전류에 의한 Joule열이 미세하여 결정구조의 변화가 없습니다.
하지만 과전류에 의한 Joule열이 발생되면 결정구조가 무정형의 Polymer구조로 변화하게 되어 전도체 내부의 전기저항는 급격히 증가하게 되며, 이로 인하여 소자에 흐르는 과전류를 제한하게 됩니다. 이 때 비정상 조건이 제거되고 소자의 온도가 낮아지면 전도체 내부의 Chain이 다시 형성되어 낮은 저항치를 회복하게 됩니다.

설 치 방 법

PolySwitch는 아래의 그림1과 같이 회로의 공급전원 ( AC 또는 DC )과 극성의 구별없이 직렬로 연결하며 소자는 Through-Hole Type과 SMD Type이 있습니다.
만일 Zener Diode, MOV등의 과전압 보호소자와 함께 사용하는 경우에는 PolySwitch는 과전압 보호소자의 동작과 함께 지속적인 과전류를 제한하는 역할을 하게 됩니다.
따라서 이 때의 PolySwitch는 과전압 보호소자를 보호하거나 과전압 보호소자의 용량과 크기를 감소시킬 수 있는 용도로 사용되어집니다. 이러한 경우의 적용회로는 그림2와 같습니다.

기본용어

Ih ( Hold Current ) : 최대 사용가능 전류 주위온도 20℃에서 이 전류값까지는 절대 동작(전류차단)하지 않으며, 정상적으로 동작하는 전류의 최대값을 말합니다.

It ( Trip Current ) : 최소 동작가능 전류 주위온도 20℃에서 이 전류값부터는 절대적으로 동작(전류차단)하며, 과전류로 판단할 수 있는 최소전류값을 말합니다.

참고 사항 : 실질적으로 PolySWitch는 Ih값과 It값 사이에서 동작을 하게 되며 상대적으로 높은 과전류가 인가되면 빨리 동작하고 낮은 과전류가 인가되면 늦게 동작하며 그 정확한 동작 시간은 각 Part별 Time-to-Trip Graph를 참조하세요.

Vmax ( Maximum Device Voltage ) : 최대 사용가능 전압
이 전압값은 각 Part의 내전압을 의미하며 이 전압값이내에서는 각 Part의 사용이 가능합니다.

Imax ( Maximum Device Current ) : 최대 허용 전류
이 전류값은 각 Part의 내전류를 의미하며 이 전류값이내에서는 각 Part의 사용이 가능합니다.

Rmax ( Maximum Device Resistance ) : 최대 초기 저항치.

Rmin ( Minimum Device Resistance ) : 최소 초기 저항치.

R1max ( Minimum Device Resistance measured 1 hour post trip ) : Solder or 첫 Tirp후 1시간 이후의 최대 저항치.

제품선정 방법

1 단계 : 최대 사용 전류(I) 및 전압(V) 산출. 단, Surge 전류는 무시하세요.

2 단계 : 최대 사용 전류(I) 및 전압(V)을 고려하며 설치 방법에 따라 적합한 PolySwitch 제품군을 선정하세요.

3 단계 : 적용제품 내부의 최대온도를 고려하여 Ih ( Hold Current )를 산출합니다.
[ 산출식 : Ih = I / 변화율 ]
각 품목별 Data Sheet내의 Thermal derating Curve를 참조하여 사용온도에 따른 전류의 변화율을 구하시거나 각 품목별 Data Sheet의 표 [ Ih vs Temperature ]를 참조하세요.

4 단계 : 2단계에서 선정한 PolySwitch제품군과 3단계에서 산출된 Ih를 근거로 적합한 부품을 선정합니다.
(참고 : Ih값은 반드시 회로의 부하전류보다 크거나 같아야 한다.)

5 단계 : 각각의 과전류에 대하여 선정된 부품의 Time-to-Trip Graph를 참조하여 부품선정의 적합성을 확인합니다.


[출처]
- https://com.odroid.com/sigong/nf_board/nboard_view.php?brd_id=freeboard&kind=&bid=2735
- http://m.blog.daum.net/erufa/618