Cette section donne un aperçu des fusibles à puce ainsi que de leurs applications et principes. Nous vous invitons également à consulter la liste des 3 fabricants de fusibles à puce ainsi que leur classement.
Table des matières
Les fusibles à puce sont un type de composant à puce monté sur un circuit imprimé.
Ils ont pour fonction d'éviter les accidents dus à la fusion, même si une surintensité circule et génère de la chaleur en raison d'un dysfonctionnement du circuit. La structure est presque la même que celle d'une résistance à puce, mais au lieu d'un élément résistif, c'est un métal à faible point de fusion qui est utilisé comme élément fusible.
Les fusibles à puce sont montés sur des cartes. Parmi les exemples d'applications spécifiques, on peut citer les appareils de communication alimentés par batterie, tels que les smartphones et les téléphones portables, les équipements audio de type portable et les circuits électroniques des appareils photo et autres équipements photographiques.
Ils sont destinés à prévenir les accidents en cas de surintensité due à des anomalies dans les éléments du circuit imprimé. Cependant, comme les fusibles normaux, ils ne sont pas destinés à être utilisés dans les circuits d'alimentation auxquels est connectée une alimentation électrique commerciale.
En effet, les fusibles à puce ont des dimensions de composants réduites, n'offrent pas une distance d'isolation suffisante et ne peuvent pas supporter des courants importants. Ils sont uniquement destinés à la protection de certains circuits et cartes.
Les fusibles à puce sont des substrats céramiques à une ou plusieurs couches avec des éléments fusibles sur lesquels le courant peut circuler. Les éléments fusibles sont à base de cuivre, d'or ou de matériaux relativement hautement conducteurs tels que les alliages cuivre-étain ou argent-palladium, de sorte que la résistance du fusible est faible.
Les éléments fusibles sont également fabriqués à partir de dépôts de films épais découpés au laser ou de couches métalliques gravées afin d'obtenir les caractéristiques requises. Cela signifie que la forme et l'épaisseur de l'élément fusible sont réglées de manière à ce que l'élément fusible fonde après un certain temps en cas de surcharge, lorsque le courant traversant les fusibles à puce dépasse sa valeur nominale.
De plus, pour que les Fusibles à Puce fonctionnent de manière fiable, l'élément fusible doit être protégé des diverses conditions ambiantes. Les fusibles à Puce multicouches sont entourés d'une couche de substrat céramique, ce qui signifie que l'élément de fusion n'a pas besoin d'un revêtement de protection spécial. En revanche, dans les fusibles à puce monocouche, les éléments sont généralement recouverts d'une laque ou d'un époxy comme film de protection afin d'éviter toute modification de leurs propriétés.
De plus, il existe différents types de fusibles, tels que les fusibles à action rapide et les fusibles résistants à l'encrassement, qui ne fusionnent pas facilement avec les courants forts, et chaque type a des caractéristiques de fusion différentes. Il est important de choisir un fusible ayant les caractéristiques de fusion optimales pour le circuit dans lequel il sera utilisé, car si les caractéristiques de fusion ne sont pas prises en compte, le fusible peut sauter même en fonctionnement normal, tout en empêchant la protection du circuit de fonctionner en cas d'urgence.
Le choix d'un fusible est aisé si le courant circulant dans le circuit est constant. En cas d'anomalie telle qu'un court-circuit, le courant est beaucoup plus élevé que la normale, il suffit donc de choisir un fusible qui sautera immédiatement après le dépassement du courant de fonctionnement du circuit. Par conséquent, pour les circuits dont le flux de courant est presque constant, il convient de choisir un type de fusible dit "à ouverture rapide".
Cependant, le courant qui circule réellement dans un circuit n'est pas constant dans de nombreux cas, mais varie de manière complexe en fonction des conditions de fonctionnement. Par exemple, si un condensateur de grande capacité est connecté au circuit d'alimentation, un courant d'appel plusieurs fois supérieur au courant de régime permanent circule lorsque le courant est mis sous tension. Il est inévitable qu'un courant important circule pendant la phase de démarrage (entre le moment où l'on met le courant et celui où la rotation se stabilise), par exemple dans les moteurs.
Ces courants d'appel sont normaux, mais selon le choix du fusible, ils peuvent faire sauter le fusible. D'autre part, il n'est pas souhaitable de fixer le courant nominal du fusible à un niveau trop élevé, car cela réduit la sécurité. Dans de tels cas, une contre-mesure consiste à utiliser des "fusibles résistants à l'encrassement", qui ont la caractéristique de ne pas sauter en cas de courant d'appel de courte durée.
Il est difficile de déterminer la relation entre le courant de pointe dans un circuit et la fusion du fusible, et la forme d'onde et la durée du courant ainsi que les caractéristiques de fusion du fusible doivent être soigneusement examinées.
Le fusible doit être choisi en fonction de l'évolution dans le temps de la chaleur générée par le fusible et des caractéristiques de fusion adaptées à cette évolution. Les fabricants de fusibles fournissent un certain nombre de documents à cet effet et il est recommandé de les utiliser.
Les fusibles sont traités comme des fils dans la conception des circuits, mais dans la pratique, ils ont une faible valeur de résistance, de sorte qu'une certaine chute de tension est inévitable. D'autant plus que les circuits électroniques modernes ont des tensions de fonctionnement plus basses, il est nécessaire de vérifier l'effet de cette chute de tension.
Les fusibles ont également une tension nominale et doivent toujours être utilisés en dessous de cette tension. Si les Fusibles à Puce sont utilisés au-dessus de leur tension nominale, il y a un risque d'arc électrique après la fusion, ce qui les rendrait à nouveau conducteurs.
Le déclassement est une considération relative au courant nominal. Pour les fusibles, il existe deux types de déclassement : le premier est le déclassement général, qui consiste à choisir le fusible de manière à ce que le courant en régime permanent du circuit soit inférieur à 70 % du courant nominal du fusible (ce chiffre varie légèrement d'un fabricant à l'autre).
L'autre est le déclassement en fonction de la température. Le déclassement doit correspondre à la température ambiante de la carte sur laquelle le fusible est monté. L'importance du déclassement est généralement indiquée dans le catalogue ou la fiche technique du fabricant de fusibles et doit être vérifiée.
Dans le cas des fusibles à tube de verre, par exemple, s'ils sautent en raison d'un courant excessif, la continuité peut être rétablie en remplaçant le fusible après avoir réparé la partie défectueuse. Toutefois, les Fusibles à Puce ne sont en principe pas destinés à être remplacés. En d'autres termes, si un Fusibles à Puce saute, c'est toute la carte qui est réparée et remplacée au lieu de remplacer le fusible.
Il est également difficile de vérifier visuellement si un fusibles à puce a "sauté" ou non. Bien qu'il soit possible de confirmer électriquement qu'un fusible a sauté à l'aide d'un testeur ou d'un appareil similaire, il n'est pas possible d'en juger d'après l'aspect extérieur, comme c'est le cas pour les fusibles à tube de verre.
*Y compris certains distributeurs, etc.
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