¿Se pueden usar secciones delgadas de trazas de cobre como fusibles?

¿Es seguro usar secciones delgadas de trazas de cobre como fusibles de un disparo cuando el costo es importante, pero cuando también es vital proteger el resto de los circuitos? ¿Debería quitarse la máscara de soldadura en ese lugar? ¿Qué pasa con el uso de resistencias 0R en paquetes pequeños como fusibles reiniciables?

Eso es para aplicaciones cuando el tiempo de fusión no es crítico en comparación con la ubicación de la falla. Para aplicaciones más exigentes, ¿hay gráficos disponibles de pistas de varios anchos? No he encontrado ninguno.

Ciertamente se ha hecho.

_Fuente

Es un poco más un juego de dados que un fusible tradicional, como una chispa impresa, pero se puede hacer. El rastro no debe exponerse. Una traza expuesta estará sujeta a contaminación, posiblemente contaminación conductiva, que cambia la cantidad de conductor que diseñó para una determinada corriente. Es cierto que es una preocupación menor, pero no veo ningún profesional para exponer el rastro.

La placa anterior fue diseñada con almohadillas para reemplazar el fusible, es del sistema estéreo de un automóvil, por lo que es probable que esperen cortocircuitos aguas abajo en lugar de sobretensiones río arriba. Tener almohadillas expuestas para el último caso sería menos deseable ya que una sobretensión podría quemar el fusible y dejar un camino de fuga conductora entre las almohadillas.

Este documento explora y proporciona cálculos para determinar el tamaño de traza para un fusible impreso con una variedad de pesos de cobre.

Un punto sobresaliente del papel, en caso de que no siempre esté disponible, es la aproximación del tiempo en segundos ( ) antes de que una traza alcance la temperatura de fusión dada la corriente que la atraviesa ( ) y su área de sección transversal en milésimas cuadradas ( ):I $t$$I$$A$

Tenga en cuenta que este es el tiempo aproximado para fundir el cobre dada una temperatura ambiente de 20 ° C. Puede fallar mucho antes o poco tiempo después de este valor.

Lo hice en un diseño de producción real y lo lamenté. "Parecía una buena idea en ese momento."

Quería proteger una placa posterior contra una tarjeta que se conecta con un cortocircuito de alimentación a tierra en el conector de la tarjeta. Puse una pista de cuello en la línea de alimentación a cada zócalo en el plano posterior. Claro, funcionó, y nunca sopló por error. Sin embargo, cuando la traza hizo golpe, se refería a los ingenieros de campo pobre tuvo que sustituir toda la placa posterior. Debería haber usado trazas más gruesas y dejar que la fuente de alimentación se apagara.

Quizás otra consideración es la posibilidad de un incendio en un PCB. Una corriente baja en un rastro de PCB no elevará la temperatura. Una corriente alta soplará el rastro. ¿Una corriente intermedia, limitada por algún otro efecto? Tal vez eso elevará la temperatura de rastreo lo suficiente como para quemar la PCB pero no derretir el cobre. He visto que eso sucede con trazas muy, muy finas, y puede prender fuego a una PCB de fibra de vidrio. El epoxi cambia a solo carbono, luego el carbono comienza a transportar más corriente que se calienta más, entonces ... los resultados no son bonitos. Debe haber formas de diseñar la traza para que esto no pueda suceder, pero busqué las reglas de diseño y no pude encontrarlas.

Entonces, sí, puedes hacerlo. ¡Pero no lo haría!

Tengo personas de diseño de PCB para hacer esto por mí durante más de 20 años. Las aplicaciones fueron principalmente en material automotriz donde la batería de 12Volt tiene una gran corriente de falla. Yo llamaría a esto una pista de cuello. Nunca he usado esto para ninguna aplicación de precisión. La pista con cuello es buena para proteger el telar de cableado de los automóviles en caso de falla cuando se ha puenteado el fusible en línea. Hicimos pruebas cortando una batería marina de 12 voltios en un cable de varias longitudes para emular el cableado de los autos. Nuestra configuración habría tenido microhenries de inductancia, no milihenries, por lo que se denominaría resistiva. SO a bajas tensiones resistivas y altas corrientes de falla, la pista con cuello es segura. Usamos 10 mil pistas. En ese momento estábamos mucho más preocupados con el soplado seguro que con la precisión. La idea en ese momento era que si querías precisión, usarías un MCB.

¿Por qué usar un rastro para un fusible? Significa que la placa quedará inutilizable si hay una sobrecarga hasta que alguien la repare. ¿Y cómo reparas tal falla? Tire el tablero y obtenga uno nuevo, ¿verdad? Si solo está jugando, siga adelante y use un rastro. Si tiene una aplicación seria, considere un fusible reiniciable, por $ 1 más o menos, que se reiniciará automáticamente después de una sobrecarga. Sus técnicos de reparación escribirán blogs sobre cuánto les gusta. Un portafusibles ordinario montado en una placa de PC con un fusible es una solución económica, pero el servicio es más costoso, en mano de obra, inconvenientes y tiempo de inactividad. Un interruptor automático cuesta más y aún requiere intervención humana. Si está montado en el panel, es más fácil de reemplazar, pero eso agrega costos, mano de obra y esfuerzo de diseño adicional.

Es difícil imaginar una aplicación comercial en la que una traza de placa de circuito utilizada como fusible sea una buena idea. Es más probable que sea una muy mala idea. Y en muchos casos, un circuito diseñado con protección contra sobrecarga es mejor en todas partes. A veces es tan simple como elegir el chip regulador de voltaje correcto con protección integrada contra sobrecorriente.

Un problema que veo, y por favor avíseme si me equivoco, es que una vez que la traza explote, ¿cómo puede estar seguro de que no habrá arcos entre las trazas (en el caso de que se desarrolle un alto voltaje de CC a través del fusible quemado) . Como recordatorio, los arcos debido al voltaje de CC no desaparecerán (a menos que se elimine el voltaje).