Electronics010: كيف تختار فيوز Fuse لدائرتك

المصهر Fuse

يستخدم الفيوزFuse لحماية الدائرة الكهربية من خطر التيار الزائد عن طريق عمل فتح فى مسار الدائرة، فينقطع مرور التيار وتتوقف الدائرة عن العمل، حتى يتم البحث عن سبب زيادة التيار عن قيمته الطبيعية واصلاحه، ولذلك فهو يحافظ على الدائرة من التلف، ولذلك فمن الضرورى اختيار الفيوز المناسب بعناية.

والصور التالية توضح بعض أنواعه

فيدوهات تعليمية بالعربية فى الالكترونيات وبرمجة الانظمة المدمجة

والشكل التالى يوضح رمز الفيوز Fuse فى الدوائر الكهربية

والفيوزFuse يتكون من شريط معدنى أو سلك يتحمل تيارا محددا، فإذا زاد التيار المار به انصهر السلك، ويتوقف مرور التيار، ويتم توصيله عند مدخل الدائرة المراد حمايتها على التوالى كما يوضح الشكل التالى

مصطلحات خاصة بالفيوز Fuse

قيمة الامبير Ampere Rating

يمثل مقدار أقصى تيار يمكن ان ينقله الفيوز، وعندما يتعرض الفيوز لأمبير أعلى من ذلك لفترة زمنية معينة، فإنه يتحول الى open circuit وينقطع مرور التيار. ويتم كتابة قيمته على الفيوز بوحدة الامبير أو بوحدة الملى أمبير، وفى حالة عدم كتابة الوحدة، فانها تعتبر بالامبير. كما يوضح الشكل التالى

فالقيمة المكتوبة 5 فقط، وهى تعنى 5 أمبير.

والصورة التالية توضح تيار الفيوز بالاضافة الى جهده على الغطاء المعدنى للفيوز.

قيمة الفولت Voltage Rating

أقصى جهد يمكن أن يتحمله الفيوز بأمان أثناء الفتح (قطع مسار الدائرة) دون حدوث شرارة كهربية، ويتم كتابته على الفيوز، ووحدته بالفولت، سواء كان جهد متردد AC او جهد مستمر DC.

Interrupting Rating - Breaking Capacity - Short circuit rating

يوضح أقصى تيار يمكن للفيوز ان يتحمله عند فتح الدائرة بأمان بحيث لا يحدث تلف أو شرارة كهربية تؤدى الى احتراق جسم الفيوز والمكان المركب به، وتكون وحدته امبير،وذات قيمة عالية، ويتم كتابة قيمة الامبيرفى صفحة البيانات الخاصة بالفيوز، وتوجد منه الانواع التالية:

LBC = Low Breaking Capacity
HRC =High Breaking Capacity
EBC = Enhanced Breaking Capacity

Fast Acting Fuse - Fast Blow Fuse

هو أحد أنواع الفيوز حيث يقوم بالفتح (قطع مسار الدائرة) سريعا، عند زيادة التيار، حيث لم يتم تصميم هذا النوع من الفيوز للصمود فترة من الزمن أمام الارتفاع المؤقت للتيار، ويستخدم فى الاغراض العامة.

High Speed Fuse

هو أحد أنواع الفيوز الذى يقوم بالفتح بأقصى سرعة ممكنة، ويستخدم هذا النوع غالبا لحماية أشباه الموصلات Solid State.

Slow Acting Fuse - Slow Blow Fuse

صمم هذا النوع من الفيوز بحيث يسمح بمرور الارتفاع فى التيار المؤقت وغير الضار Inrush Current (وهو تيار عالى لحظى، يحدث عند لحظة تشغيل الاجهزة حتى تصل الى وضع الاستقرار Steady State).

والشكل التالى يوضح أحد انظمة تكويد الفيوز

كيفية تحديد قيمة أمبير الفيوز الذى سيتم اختياره ليحمى الدائرة

https://www.swe-check.com.au/pdfs/library2.pdf

لنفترض أن قيمة الامبير المكتوبة على الفيوز current rating هى 10 امبير، نقوم بخصم 25% من هذه القيمة (تسمى هذه العملية de-rating ) فتصبح القيمة المتبقية 7.5 أمبير هى قيمة تيار الدائرة التى سيركب عليها الفيوز، وذلك عند درجة حرارة 25 مئوية.

أو بعبارة أخرى اذا كانت الدائرة تقوم بسحب تيار قيمته 7.5 أمبير، فلكى نحسب قيمة أمبير الفيوز current rating ، نقوم بقسمة تيارالدائرة 7.5 على 0.75 فنحصل على 10 امبير، هى قيمة امبير الفيوز.

أما اذا كانت درجة الحرارة التى سيعمل فيها الفيوز أعلى من 25 مئوية،فان الفيوز سيقوم بالاستجابة أسرع لأى زيادة مفاجئة ولحظية فى التيار ويقطع مسار الدائرة، لذلك نقوم بعمل re-rating باستخدام خريط الفيوز الموجودة بصفحة بياناته الخاصة بالشركة المصنعة، وهى موضحة بالشكل التالى

مثال
نحتاج ان نختار فيوز نوعه Fast Acting Fuse لدائرة تسحب تيار قدره 15 أمبير عند درجة حرارة 105 مئوية.

من الخريط السابقة نجد ان عند درجة حرارة 25 مئوية تكون النسبة المئوية على الخظ الرأسى هى 100%، بينما عند درجة حرارة 105 مئوية تكون 93% (ممثلة بالخط ذو اللون الاخضر)، ثم نستخدم العلاقة التالية

حيث
Normal Operating Current: هو تيار الدائرة التى ستعمل على درجة الحرارة الاعلى من 25 مئوية.
Re-rating: قيمتها من على الخريطة السابقة 93%.
De-rating: تمثل 75%.

ثم نقوم بالتعويض