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Jul 29, 2023

El Polyfuse: conjunto

¿Tiene fusibles por todas partes, pero ninguno para reemplazar el que acaba de quemarse? ¡Únete al club! Sin embargo, existe una alternativa: el polifusible. Descubra cómo su inteligente construcción química lo permite

¿Tiene fusibles por todas partes, pero ninguno para reemplazar el que acaba de quemarse? ¡Únete al club! Sin embargo, existe una alternativa: el polifusible. Descubra cómo su inteligente construcción química le permite restablecerse automáticamente.

¿Cuántas veces has quemado un fusible? El fusible de sacrificio es un excelente componente que evita daños al valioso circuito que acaba de construir. Pero luego, inmediatamente después, tienes la molestia de buscar el reemplazo correcto. Y, si no has podido solucionar el problema que fundió el fusible en primer lugar, bueno, el fusible nuevo también se funde, ¡lo que agrava la molestia! ¿No sería bueno si pudiéramos tener un fusible que se reinicia automáticamente? Bueno, hay disyuntores. Sin embargo, estos son dispositivos electromecánicos que debe restablecer usted mismo y realmente no puede obtenerlos en clasificaciones inferiores a 1 A. Además, son más adecuados para aplicaciones de alto voltaje (bueno, alto para nosotros, los tipos de electrónica, de todos modos) como cuadros de distribución de red. Pero existe un dispositivo que hace lo que queremos, capaz de proteger circuitos de baja tensión con un consumo de corriente de hasta unos 100 mA aproximadamente. Se llama polifusible. Los polifusibles son, en cierto modo, similares a las resistencias de coeficiente de temperatura positivo (PTC) en el sentido de que inicialmente tienen una resistencia baja. Sin embargo, a diferencia de los PTC, es el efecto de autocalentamiento causado por el flujo de grandes corrientes lo que hace que adquieran una alta resistencia, limitando así la corriente a un valor seguro. Fueron descubiertos y patentados por Gerald Pearson en los Laboratorios Bell en 1939 y todavía se utilizan ampliamente en equipos electrónicos profesionales. Estos dispositivos contienen una sustancia polimérica orgánica en la que se han impregnado partículas de carbono. El polímero suele estar en estado cristalino con sus partículas de carbono en estrecho contacto, lo que proporciona una buena conducción a bajas corrientes. Cuando fluye una corriente mayor, el carbono se calienta, lo que hace que el polímero se expanda a un estado amorfo. Esto provoca que las partículas de carbono se separen, lo que provoca un aumento de la resistencia y una posterior reducción de la corriente. La corriente residual que fluye en condiciones de falla generalmente mantendrá el dispositivo lo suficientemente caliente como para limitar la corriente hasta que se elimine la causa de la sobrecarga. En este punto, se enfría nuevamente, permitiendo que fluya nuevamente la corriente relacionada con el correcto funcionamiento. Los polifusibles tienen un breve pero apreciable retraso en su funcionamiento. Debido a esto, no protegen contra grandes oleadas y picos. Su principal ventaja es su naturaleza de reinicio automático, lo que los hace muy útiles para la protección contra sobrecargas y cortocircuitos de corta duración en, por ejemplo, circuitos Power-over-Ethernet (PoE).

Disponible en una amplia variedad de factores de forma, tanto de orificio pasante como SMD, como se muestra enCifra1 , vienen en clasificaciones desde 100 mA hasta aproximadamente 5 A y están destinados principalmente a circuitos de bajo voltaje de hasta aproximadamente 30 V. Sus especificaciones incluyen una corriente de retención, la corriente a la que nunca se dispararán, y una corriente de disparo, la corriente mínima. corriente a la que se garantiza que se dispararán. La corriente de disparo suele ser aproximadamente el doble de la corriente de retención. Debido a que dependen del aumento de temperatura para su funcionamiento, sus especificaciones cambian con temperaturas ambiente más altas. Después de una condición de disparo, su resistencia se reduce a un valor más bajo con bastante rapidez, pero pueden tardar mucho tiempo, a veces días, en volver a su baja resistencia inicial. Esto es algo a tener en cuenta al diseñar con ellos. Como componente económico y compacto, los polifusibles son excelentes para la protección de configuración y olvido en circuitos que pueden estar sujetos a condiciones de sobrecarga ocasionales.

Nota del editor: este artículo aparece en la edición de septiembre/octubre de Elektor.