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Thermischer Schutz
USN 1206 - Temperaturempfindliche SMD-Sicherung
Unsere Thermo-Sicherungen
Elektrische und elektronische Gerätschaften können nicht immer auf konstante Spannung, konstanten Strom oder konstante Arbeitstemperaturen zählen. Verschiedenste Einflüsse führen zu Schwankungen, welche mit geeigneten Mitteln abgesichert werden müssen.
Überstrom, Überspannung und Unterspannung
Eine Überstromschutzeinrichtung unterbricht und bewahrt einen elektrischen Stromkreis, wenn der elektrische Strom eine definierte Stromstärke über eine vorgegebene Zeit überschreitet. Ein Überstrom kann beispielsweise durch Überlastung oder einen Kurzschluss verursacht werden.
Überspannungen können durch einen Blitz, durch kapazitive oder durch induktive Einkopplungen anderer elektrischer Systeme hervorgerufen werden. Auch elektrostatische Entladungen (ESD) können Überspannungen produzieren.
Bei Absinken der Netzspannung schützen sogenannte Unterspannungsauslöser. Sie werden eingesetzt, um elektrische Geräte, Maschinen und Anlagen bei zu niedriger Spannung abzuschalten und ihr selbständiges Wiederanlaufen nach einem Spannungsausfall zu verhindern.
Übertemperatur
Die immer höhere Leistungsdichte in elektronischen Schaltungen und der Trend zur Miniaturisierung führen oftmals zu gefährlich erhöhten Temperaturen. Immer zahlreichere Funktionen werden in kompakte Module verpackt, die dann auch einen entsprechend hohen Stromverbrauch aufweisen. Bereits geringfügig überhöhte Ströme in Leistungselektronik mit nur wenig Verlustleistung führen zu erhöhten Temperaturen von annähernd 200 °C. Die möglichen Folgen sind gravierend: eine Beschädigung oder das Ablösen umliegender Bauteile, eine Beschädigung der Leiterplattenstruktur oder im schlimmsten Falle gar das Auslösen eines Brandes.
Thermisches Durchgehen
Bei einem Leistungshalbleiter, etwa einem MOSFET, erhöht sich im durchgeschalteten Zustand mit zunehmender Temperatur der Drain-Source-Durchlasswiderstand, was eine zunehmende Verlustleistung in der Sperrschicht bewirkt. Bei unzureichender Kühlung aufgrund der hohen Leistungsdichte kann die in Form von Wärme abgegebene Verlustleistung nicht mehr ausreichend abgeführt werden, wodurch sich der Durchlasswiderstand zusätzlich erhöht. Mehr Energie wird ab- als zugeführt. Dieser Prozess schaukelt sich mehr und mehr auf und führt im ungeschützten Zustand schliesslich zur Zerstörung des Bauteils.
RTS Reflowable Thermal Switch
Beim RTS handelt es sich um einen besonders kompakten Übertemperaturschutz für Leistungshalbleiter in SMD-Technologie. RTS steht für „Reflowable Thermal Switch“. Er wurde zum Schutz vor Überhitzung von hochintegrierter Leistungselektronik entwickelt, wie sie in den Bereichen Automotive, Medical und vielen anderen Industrien Verwendung findet.
Der RTS glänzt mit geringsten Abmessungen bei höchster Belastbarkeit. Betriebsströme bis 100 A bei Nennspannungen von bis zu 60 VDC verkraftet der gerade mal 6.6 x 8.8 mm kleine RTS.
Kundenspezifische Varianten sind mit Shunt oder zusätzlicher Überstromsicherung verfügbar, was den Platzbedarf weiter reduziert. Der RTS erfüllt sämtliche Anforderungen gemäss AEC-Q200 und MIL-STD.
USN 1206 temperaturempfindliche SMD-Sicherung
Die SCHURTER USN 1206 wurde als SMD-Temperaturschutz zur Absicherung von Leistungshalbleitern (z.B. MOS-FETs) in Automotive-Anwendungen entwickelt. Zugleich bietet sie aber auch Schutz vor Überstrom. Die USN 1206 verfügt über hohe Schmelzintegralwerte (träge Charakteristik) und einen Nennstrom bis 25 A. Die Sicherung besitzt eine Strom-Zeit-Kennlinie, welche sich in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur verschiebt. Damit kann bei steigender Temperatur ein gezieltes Auslösen bei einem bestimmten Schwellwert erreicht werden.
Die USN 1206 von SCHURTER ist keine reine Thermosicherung. Sie braucht zum Auslösen einen Stromfluss. Die temperaturempfindliche SMD-Sicherung ist daher problemlos Reflow-lötbar.
Neue Technologien stellen immer auch neue Anforderungen an den Geräteschutz, denen oftmals nur mit massgeschneiderten Lösungen beizukommen ist.
Tony Flury, Sales Manager Customized Projects Europe, SCHURTER AG
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