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Auslöseverhalten Fail-Safe Fusing II

In der Praxis erweist sich die Möglichkeit als relevant, dass elektronische Bauelemente nicht mit einem Kurzschluss oder hochohmig ausfallen, sondern dass sie im Ausfall eine nicht ganz niederohmige Verbindung gegen Masse herstellen. Ursachen für solch undefinierten Bauelemente-Ausfälle sind z.B. Temperatur, Feuchtigkeit, Alterung oder transiente Überspannungen. Von diesem Ausfall-Szenario können sämtliche Bauelemente in Reihe zum Widerstand betroffen sein: Kondensator, Brückengleichrichter, Pi-Filter, Spannungswandler, Schalttransistor, Regler IC, etc.

Sollte eines dieser Bauelemente im Ausfall eine nicht ganz niederohmige Verbindung gegen Masse herstellen, so ist dies für den Einschaltstrombegrenzenden drahtgewickelten Festwiderstand kritisch, wenn dieser:

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• in einer Applikation ohne Bypass-Schaltung eingesetzt wird,

• in einer Bypass-Schaltung eingesetzt wird und das Überbrückungselement hochohmig ausfällt und das Gerät nicht abgeschaltet wird.

In beiden Fällen führt ein nicht ganz niederohmiger Ausfall eines Bauelements in Reihe zum Widerstand dazu, dass sich die Netzspannung zwischen dem Widerstand und dem ausgefallenen Bauelement teilt. Die dann am Widerstand anliegende Spannung ist zu gering um den Widerstand gemäß dem Auslöseverhalten Fail-Safe Fusing I auszulösen.

Der Widerstandsdraht erwärmt sich in der Folge zunehmend und stabilisiert sich bei einer Temperatur von mehreren hundert °C. Diese Temperatur könnte unterhalb der Schmelztemperatur des Widerstandsdrahts liegen. Diese konstant sehr hohe Temperatur kann ein gravierendes Sicherheitsproblem für angrenzende Bauelemente, für die Leiterplatte sowie für das Gerätegehäuse darstellen.

Drahtgewickelter Widerstand mit Übertemperaturschutz

Dieses Szenario lässt sich durch die Integration eines thermischen Übertemperaturschutzes in den drahtgewickelten Widerstand ausschließen (Bild 4). Sobald sich im Fehlerfall der Widerstandsdraht auf die spezifizierte Auslösetemperatur des thermischen Übertemperaturschutzes erwärmt, löst dieser aus und trennt die Schaltung sicher vom Netz. Der Nennstrom und die Auslösetemperatur des thermischen Übertemperaturschutzes kann zwischen 1 und 10 A und von 130 bis 260 °C oder nach Kundenanforderung gewählt werden. Für die in einem Lötprozess herrschenden hohen Temperaturen bietet Ty-Ohm Widerstände mit einem Fail-Safe-Fusing-II-Verhalten an, die mit 270 °C für 10 s spezifiziert sind.

Unterstützung bei Auswahl und Platzierung der Sicherung

Ty-Ohm kann den Kunden bei der richtigen Auswahl der Sicherung und bei der korrekten Platzierung des Bauteils auf der Leiterplatte unterstützen. Für den Fehlerfall einer Teilung der Netzspannung zwischen Widerstand und ausgefallenem Bauteil kann somit sichergestellt werden, dass die am Widerstand entstehende Wärme weder umliegende Bauteile, das Gerätegehäuse noch die Leiterplatte schädigt.

Integrierter Übertemperaturschutz bietet Vorteile bei der UL-Zertifizierung

Für eine UL-Zertifizierung des Geräts kann es nötig sein, die Auswirkung eines permanent geöffneten Relais auf die elektrische Schaltung zu prüfen. Wird dabei in der Bypass-Schaltung ein drahtgewickelter Festwiderstand mit integriertem Übertemperaturschutz verwendet, müssen keine weiteren Maßnahmen zum Schutz des Geräts ergriffen werden.

Ty-Ohm bietet ein umfangreiches Lieferprogramm von drahtgewickelten Festwiderständen mit den Auslöseverhalten Standard Fusing, Fail-Safe Fusing I und Fail-Safe Fusing II an. Diese sind in axialer, radialer und SMD-Ausführung sowie als Zementwiderstände verfügbar.

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* Dieter Burger ist Geschäftsführer der COMPOTEC electronics GmbH in Eurasburg.

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