Félvezetővédelem
A félvezetővédelemről
Az olvadóbiztosítat használják védelmi célokra az elektrotechnikában legrégebb ideje. Vitathatatlan előnyeik miatt széles körben alkalmazták, és alkalmazzák őket mind a mai napig. Az egyik kiemelkedően fontos alkalmazási körük a teljesítményelektronikai eszközökben, áram- és frekvenciaátalakítókban alkalmazott félvezető eszközök (diódák, tirisztorok, GTO-k, teljesítmény tranzisztorok stb.) védelme. Ezek az alkatrészek nagy nyitó irányú névleges áramok folyamatos vezetésére, illetve nagy záró irányú feszültségek elviselésére alkalmasak, ugyanakkor kicsi a túláram tűrő képességük, ezért nagyon érzékeny, nagyon gyors túláramvédelmet igényelnek. Az ETI által erre a célra kifejlesztett ULTRA-QUICK termékcsalád optimális megoldást kínál.
A jelölésrendszer
Az olvadóbetétek két betüjelet tartalmaznak. Ebből az első egy kisbetű, ami a megszakítási (védelmi) áramtartományt jelöli:
a - résztartományú betét
A katalógusban megadott minimális megszakítási áramtól a betét határ megszakítóképességéig tartó áramtartományban működik
g - teljestartományú betét
A betét határmegszakítókélpességéig bezárólag bármely kiolvadást okozó áramon működik
A másodikbetű (nagybetű) az alkalmazási osztályt adja meg:
L – jellemzően kábelek, vezetékek védelmére
B – bányaberendezések védelmére
M – motor áramkörök és kapcsolók védelmére
R – félvezetők védelmére
Tr – transzformátorok védelmére
A megszakítási áramtartomány és az alkalmazási osztály számos kombinációja létezik, amelyeket több szabvány és az IEC TR 61818 kisfeszültségű betétek kiválasztására vonatkozó műszaki segédlete tartalmaz, például:
gL: Teljes tartományú - általános alkalmazásra, jellemzően vezetékvédelemre
aM: Részleges tartományú (back-up) - motorok zárlatvédelmére
gR, gS: Teljes tartományú - félvezető védelemre
aR: Részleges tartományú (back-up) - félvezető védelemre
gB: Teljes tartományú - bánya berendezések védelmére
gTr: Teljes tartományú - transzformátor védelemre
A szabványok
Az ETI félvezető védelemre kifejlesztett ULTRA-QUICK olvadóbetét családja megfelel az IEC 60269 és aVDE 0636 szabványsorozatnak. A biztosítók karakterisztikáját, méretét stb. rögzítő szabványok az alábbiak:
• IEC 60269-4: Kiegészítő követelmények félvezető eszközök védelmére használt biztosítóbetétekre
• IEC 60269-4-1: Példák szabványos biztosítótípusokra
• IEC 60269-3-1: Kiegészítő követelmények szakképzetlen személyek által használt biztosítókra (biztosítók főleg háztartási és hasonló jellegű alkalmazásokra)
• IEC 60269-2-1: Kiegészítő követelmények feljogosított személyek által használt biztosítókra (főleg ipari alkalmazású biztosítókra)
• DIN 43 620: KIsfeszültségű, nagy törőszilárdságú késes biztosítók
• DIN 43 653: Nagy törőszilárdságú biztosítók félvezetős átalakítókhoz
• VDE 0636-201 Kisfeszültségű biztosítók (NH-rendszer)
• VDE 0636 Teil 40 Kisfeszültségű biztosítók
• BS 88 Part 4
Követelmények a félvezetők védelmét szolgáló biztosítókra
- A megszakítás legyen olyan gyors, hogy megelőzze a félvezető meghibásodását
- A megszakítás legyen olyan gyors hogy ne sérüljenek a betét környezetében levő készülékek
- Nagy zárlati megszakító képességgel bírjon
- Nagy d.c. megszakítóképessége legyen
- Nagy legyen az áramkorlátozó képessége
- A működése ne okozzon elfogadhatatlanul nagy túlfeszültséget, ami károsíthatná a félvezetőket (alacsony ívfeszültség!)
Hogyan válasszuk ki helyesen a félvezetőtvédő biztosítót?
A gyakorlatban nincs általános előírás a félvezetők védelmére szolgáló biztosítók kiválasztására. Segítséget nyújthat az IEC60146-6 angol nyelvű kiadványa (Applications guide for the protection of semiconductor convertors against overcurrent by fuses ). A segédlet célja, hogy a védendő teljesítmény elektronikai eszköz és az olvadóbetétek jellemző tulajdonságai alapján eligazítást adjon a megfelelő védelmi eszköz kiválasztásában, javaslatokat adjon a problémamentes üzemhez.
A biztosító kiválasztásakor a felhasználónak tisztában kell lennie a felhasználás körülményeivel -és ez alatt nem csak a normál üzemhelyzetet kell érteni, hanem a hiba során előálló viszonyokat is. Íme néhány javaslat a kiválasztás szempontjaira:
A: A védendő félvezető terhelő árama (Isem) legyen kisebb, vagy legalább egyenlő az olvadóbetét névleges áramával (Inv). Az olvadóbetétnek ezt az áramot tetszőlegesen hosszú ideig tudnia kell vezetni. Ha áramlökésekkel is számolni kell, akkor azt meg kell konzultálni az ETI szakembereivel
Isem ≤ Inv
B: A védendő félvezető üzemi feszültsége (Usem) legyen kisebb, vagy legalább egyenlő az olvadóbetét névleges feszültségével (Unv). Az alkalmazott a.c. illetve d.c. feszültség (a teljesítménytényező, illetve időállandó) kérdésében szükséges lehet egy konzultáció az ETI szakembereivel.
Usem ≤ Unv
C: A kiválasztott olvadóbetét teljes működési (kiolvadási + ívelési) I2t értéke legyen kisebb, mint a védendő félvezetőre megengedett érték (I2tsem). Az esetleges párhuzamos üzemmel, a szelektivitással és a nagyobb áramtartományban előforduló koordinálatlansággal kapcsolatban konzultálni kell az ETI szakértőivel.
I2topv < I2tsem
D: A katalógusban nem szereplő névleges áramtartományra vonatkozó igény esetén kérjük vegye fel a kapcsolatot az ETI munkatársaival!
