高周波PCB技術 - パッチヒューズと自己回復ヒューズの違いは何ですか。

01概念

パッチヒューズとパッチ自己回復ヒューズを総称してパッチヒューズと呼びます。本質的には、パッチ式ヒューズは文字通り回路の性保護にのみ使用され、常用モデルは0603、1206、2410などのシリーズがあります。

02応用原理

ほとんどのパッチヒューズは標準パッチデバイスのように見えますが、一般的なパッチヒューズは多層セラミック基板です。

基板の種類に応じて、溶融物は厚膜堆積物であってもよいし、レーザーで修飾されて所望の性能パラメータを得るための化学エッチングされた金属層であってもよいし、接着剤金線を用いてもよいです。形状と厚さの決定に伴い、溶融体は過電圧と電流を受けて一定のレベルに達すると、一定の時間内に溶融します。

銅、金または銅スズ、銀基合金などの高導電性材料は、多層基板の中間にあるベース溶融体です。これらの複合材料はヒューズの耐突起電流能力を向上させることができ、また熱応力の影響による安定性を低下させることができ、それによって複数回の突起後誤断の確率を増加させることができます。

03パッチヒューズとガラス管ヒューズの違い

図１　ガラス管ヒューズ

図２　パッチヒューズ

コスト的には、パッチヒューズの方が安いです。

構造面では、パッチヒューズがより広く使用されており、ガラス管ヒューズは多くの場合にのみ使用されています。

機能的には、プラグヒューズには高電圧と低電圧があり、ガラス管には高電圧しかありません。

自己回復ヒューズは高分子有機ポリマーと導電性粒子材料を高圧、高温、加硫反応条件下で混合し、特殊なプロセスを経て加工した過電流電子保護素子です。自然治癒ヒューズもPPTCを使用することで知られています。厳密には、PPTCは自己回復ヒューズではありません。リセット可能ヒューズは自己回復ヒューズです。

自己回復ヒューズは、特殊に処理されたポリマー樹脂と分布および導電性粒子（カーボンブラック）からなります。

通常の動作では、ポリマー樹脂は結晶構造外の導電粒子と密接に結合し、鎖状導電経路を形成します。このとき、自己回復ヒューズは低抵抗状態（a）にあり、回線に自己回復ヒューズを流れる電流による熱は小さく、結晶構造を変えることはありません。

回路が短絡したり過負荷になったりすると、修復ヒューズを流れる高電流がポリマー樹脂を溶融させ、体積が急速に増加し、（b）の動作電流が高抵抗状態で急速に低下し、回路を制限し保護します。

故障排除後、回復ヒューズから再び結晶を冷却し、体積が縮小し、導電粒子は再び導電通路を形成し、回復ヒューズから低抵抗状態を回復し、回路保護を完了し、手動で交換する必要はありません。

動作からみると、これらはすべて過電流保護で、回路電流の製造に使用でき、多くの場合交換可能に使用されています。例えば、過電流保護の要件が低いバッテリ保護アプリケーションでは、これらの2つの製品はトレンドをリードすることができ、代替することもでき、ほとんどの場合、独自の分野を持っています。

いくつかのICや電源入出力などの重要なデバイス保護用途では、インピーダンスに対する要求が高いヒューズのみがその保護機能を持つことがあり、また、過熱による製品の焼損を回避しなければならない場合や、しばしばホットスワップ操作が必要な界面過電流保護が必要で、これはヒューズと使用場所の自己回復の方法です。そのため、多くの場合、差異は依然として大きく、置き換えることはできません。

製品内部抵抗値からみると、−二次ヒューズはPTC自己回復ヒューズより小さい、電流感度から見ると、−二次ヒューズは自己回復ヒューズより大きい、動作時間から見ると、−二次ヒューズは自己回復ヒューズより大きい、老化速度から見ると、ヒューズは自己回復ヒューズより小さい、漏電電流の面では、-二次ヒューズは漏電せず、自己回復ヒューズは漏電現象があります。安全面では、ヒューズは自己回復ヒューズより優れているが、応用の面では、二次ヒューズは自己回復ヒューズより優れています。