Um fusível de entrada de alimentação CA não pode ser selecionado apenas com base na corrente nominal da entrada ou na potência do aparelho. Comece com a corrente de entrada máxima em regime permanente do equipamento à tensão de alimentação mais baixa permitida, avalie depois a corrente de arranque, o comportamento sob carga anormal, a capacidade dos condutores, a curva tempo-corrente do fusível, a classe de tensão, a capacidade de corte, a temperatura ambiente, a especificação do porta-fusível e a norma aplicável ao equipamento. O fusível selecionado deve suportar o funcionamento normal sem disparos incômodos, interrompendo em segurança as faltas definidas. Um projetista devidamente qualificado ou licenciado deve confirmar o esquema de proteção final.
Este guia fornece um processo de seleção de OEM para uma entrada de CA com fusível. Não prescreve um multiplicador universal ou um valor de fusível para uma máquina específica. As imagens da série LEMA IPZ servem apenas como referências de produto; a entrada exata, o porta-fusíveis e o fusível devem ser verificados como um conjunto coordenado.
Dados de entrada necessários antes de escolher um fusível
| Dados de projeto | Porque é que isso importa | Provas a recolher |
|---|---|---|
| Tensão de alimentação e gama de frequência | Altera a corrente de funcionamento e deve manter-se dentro da tensão nominal do fusível | Especificação de entrada de equipamento |
| Corrente de entrada contínua máxima | Estabelece a carga térmica normal | Medição e cálculo no pior caso |
| Forma de onda de arranque ou de pico de corrente | Pode disparar um fusível rápido, apesar de a corrente constante ser aceitável | Corrente de pico, duração, repetição e temperatura |
| Corrente de falha disponível | Não deve exceder a capacidade de interrupção do fusível | Estudo de instalação ou do sistema de abastecimento |
| Limites de componentes e condutores internos | O fusível deve proteger os pontos fracos pretendidos | Capacidades nominais de fios, placas de circuito impresso, interruptores, filtros e cargas |
| Temperatura ambiente e do recinto | Alterações na capacidade de carga do fusível e no aquecimento do suporte | Ensaio térmico de pior cenário |
| Norma aplicável e aprovação | Define a construção, o espaçamento, os ensaios e a marcação de substituição | Plano de conformidade e registos de componentes certificados |
Se algum destes parâmetros for desconhecido, o procedimento correto consiste em medi-lo ou obtê-lo, e não em aumentar a capacidade do fusível até que as aberturas indesejadas cessem. Um fusível com capacidade excessiva pode deixar o cabo, a tomada, o interruptor, o filtro ou a cablagem interna sem a proteção adequada.
Calcular a corrente de funcionamento apenas como uma estimativa inicial
Para uma entrada monofásica simples, a corrente aparente nem sempre é igual à potência real dividida pela tensão, porque a eficiência e o fator de potência importam. Uma estimativa preliminar pode utilizar:
Corrente de entrada ≈ potência de saída ÷ (tensão de entrada × eficiência × fator de potência)
Utilize a tensão de entrada mais baixa permitida e a pior eficiência e fator de potência previsíveis no pior cenário. Para aquecedores ou outras cargas quase resistivas, a relação pode ser mais simples, mas as tolerâncias e o ciclo de trabalho continuam a importar. Para fontes de alimentação comutadas, motores, transformadores e entradas capacitivas, meça a forma de onda real sob as piores condições de funcionamento.
Esta estimativa não produz diretamente a amperagem nominal do fusível. Apenas ajuda a definir a corrente contínua que o dispositivo de proteção deve suportar. A curva de tempo-corrente e as condições térmicas determinam se um fusível candidato sobrevive ao funcionamento normal.
Tenha em conta as correntes de arranque (inrush) e os impulsos repetitivos
Os transformadores, os motores, os circuitos de correção do fator de potência e os condensadores de grande capacidade podem gerar um breve impulso de corrente no momento da ativação. O pico pode variar em função da fase da linha, do magnetismo residual, do estado do condensador, da temperatura e da impedância da fonte. Registe tanto a amplitude como a duração ao longo de arranques repetidos. Uma única captura de osciloscópio à temperatura ambiente não é suficiente para um projeto de produção.
Compare o impulso medido com as informações do fabricante relativas à relação tempo-corrente e à resistência aos impulsos. O Guia de seleção Fuseology da Littelfuse Explica porque razão a tensão, a temperatura ambiente, a corrente de arranque (inrush), a corrente de pico (surge) e o comportamento tempo-corrente fazem parte do processo de seleção. Trata-se de uma referência do fabricante de fusíveis, e não de uma prova de que um determinado fusível é adequado para a entrada LEMA ou para o equipamento acabado.
Ação rápida versus retardado
Um fusível de ação rápida responde mais rapidamente a sobrecorrentes no seu intervalo projetado e pode ser adequado para circuitos com um pico de arranque reduzido. Um fusível de ação retardada consegue tolerar picos de corrente temporários definidos, abrindo ainda assim em caso de sobrecorrente sustentada. “Lento” não significa que o fusível possa ser sobredimensionado, e “rápido” não significa que proteja todos os semicondutores. Compare as curvas, a energia de fusão e os limites de suportabilidade do componente protegido.
Não substitua uma característica de fusível por outra apenas porque o número de amperes coincide. As instruções de substituição devem indicar a família de fusíveis necessária, a corrente, a tensão, a velocidade ou característica, o tamanho e qualquer informação de aprovação exigida pelo projeto do equipamento.
Tensão nominal e adequação CA/CC
A tensão nominal do fusível deve ser pelo menos igual à tensão máxima do circuito para a aplicação aprovada. A tensão nominal está relacionada com a capacidade do fusível de interromper e conter o arco elétrico após a fusão do elemento. Um fusível que abre a baixa tensão não é automaticamente seguro a uma tensão CA superior. As condições de interrupção em CA e CC diferem, pelo que deve utilizar a aplicação declarada na ficha técnica.
O porta-fusível e a entrada integrada também devem estar classificados para a tensão, corrente, dimensão do fusível, ambiente de poluição e temperatura. Verifique a distância de fuga, a distância isolante, o isolamento dos terminais e as disposições para substituição acessível, como parte da avaliação do equipamento acabado.
A capacidade de interrupção não é opcional
Capacidade de corte, também designada por poder de corte, é a corrente de defeito previsível máxima que o fusível pode interromper sob condições especificadas. Um pequeno fusível de vidro e um fusível cerâmico de alto poder de corte podem partilhar a mesma marcação de corrente, embora tenham uma capacidade de interrupção de defeito muito diferente. Determine a corrente de curto-circuito disponível no local de instalação pretendido e selecione o dispositivo de proteção e o respetivo suporte em conformidade.
Se a corrente de defeito disponível não for conhecida, obtenha-a a partir do projeto do sistema do equipamento ou do estudo de instalação aplicável. Não a deduza a partir da corrente normal do aparelho. A alimentação pode fornecer muito mais corrente durante um curto-circuito do que a carga consome em funcionamento normal.
Coordene o fusível com a entrada e os condutores
O fusível deve ser colocado no condutor de linha não ligado à terra pretendido, de acordo com a arquitetura e norma aplicáveis do equipamento. A terra de proteção não deve ser fundida. Em sistemas em que a orientação da ficha pode inverter a fase e o neutro, o design de conformidade pode exigir medidas adicionais; a disposição final depende do mercado, da entrada, do conjunto de cabos e da norma do equipamento.
Verifique as classificações das pás de admissão, do interruptor, do filtro, dos suportes de fusível, dos terminais de ligação rápida, do fio interno, dos traços da placa de circuito impresso e da carga. O limite verificado mais baixo pode controlar o design. Uma marcação de 10 A ou 15 A numa entrada é um máximo do componente sob condições estabelecidas, e não uma recomendação para instalar um fusível desse valor.
Utilize as normas de fusíveis e equipamentos aplicáveis
A série IEC 60127 abrange fusíveis miniatura, com partes específicas que abordam definições, requisitos gerais e tipos particulares de cartuchos fusíveis ou suportes. Comece com a publicação atual aplicável no Catálogo IEC 60127 e a norma de equipamento acabado. Uma norma de fusível de componente não substitui a avaliação completa do produto.
Sempre que for exigida uma certificação ou homologação, verifique se o fusível, o suporte e a entrada são reconhecidos para a combinação pretendida e para as condições de aceitabilidade. Não afirme que uma família de produtos cumpre uma norma, a menos que o código de encomenda exato e o certificado atual comprovem essa afirmação.
Procedimento de prototipagem e validação
- Medir a corrente de entrada máxima em regime permanente com a tensão de alimentação mínima e a carga normal mais desfavorável.
- Capturar a corrente de arranque ao longo de arranques a frio e a quente repetidos.
- Selecionar fusíveis candidatos a partir de curvas verificadas e dados de aplicação.
- Confirmar a tensão nominal, uso em CA/CC, capacidade de interrupção, tamanho e compatibilidade com o suporte.
- Realizar os testes de temperatura ambiente e da caixa no pior cenário previsível.
- Testar arranques repetidos, recuperação de falhas de energia (brownout) e ciclos de energia rápidos, quando aplicável.
- Avaliar condições anormais definidas utilizando o plano de teste de segurança aprovado.
- Inspecionar a temperatura do suporte e do terminal, a descoloração, a retenção dos contactos e as folgas.
- Documentar o fusível aprovado e a respetiva marcação de substituição na BOM e na informação de assistência.
Não crie um ensaio de falha sem equipamento adequado, contenção e pessoal qualificado. A energia de defeito da rede elétrica pode provocar arco elétrico, incêndio, choque elétrico ou rutura de componentes.
Erros comuns na escolha do tamanho
- Selecionar o fusível apenas com base na potência do aparelho.
- Utilizar a corrente máxima da tomada como o valor do fusível.
- Aplicação de um multiplicador de percentagem fixa sem uma revisão tempo-corrente.
- Ignorando a corrente de arranque, a temperatura ambiente ou impulsos repetidos.
- Utilizar um fusível de baixa capacidade de rutura onde a corrente de defeito disponível é superior.
- Substituir um fusível rápido por um fusível de ação retardada com a mesma marcação de amperes.
- Aumentar a capacidade do fusível para ocultar uma avaria de equipamento por resolver.
- Omissão da especificação da característica do fusível de substituição na informação de serviço.
Lista de verificação de RFQ para uma entrada de alimentação com fusível
Indique o estilo de entrada, o intervalo de tensão de alimentação, a frequência, a corrente máxima de funcionamento, os dados de corrente de arranque, o calibre do fusível necessário e respetiva caraterística, a disposição do suporte, os requisitos de interruptor e filtro, o tipo de terminal, o recorte do painel, o método de montagem, as condições ambientais, os mercados-alvo e os requisitos de conformidade. Solicite o desenho exato e o registo de certificação associados ao código de encomenda.
Reveja o Referência de tomada de corrente CA série LEMA IPZ e o mais abrangente gama de tomadas elétricas. Para a integração do terminal, consulte o Guia de cablagem para entrada C14 com fusível e interruptor; para a seleção de conectores, compare o Guia sobre IEC C13 e C14.
FAQ
O calibre do fusível deve ser igual à corrente normal do equipamento?
Não obrigatoriamente. O candidato deve conduzir a corrente normal sob as piores condições térmicas e suportar a corrente de ligação permitida, protegendo ainda os condutores e componentes pretendidos. Utilize as curvas dos fusíveis e os testes de validação.
Posso escolher um fusível com base na classificação de 10 A da entrada?
Não. A marcação de entrada é um limite do componente sob as condições indicadas. A carga do equipamento, a cablagem, a corrente de defeito, a curva do fusível e as normas determinam o dispositivo de proteção necessário.
Porque é que um fusível com a amperagem correta funde no arranque?
O impulso de arranque pode exceder a capacidade de suportar impulsos ou a curva tempo-corrente do fusível, ou o equipamento pode apresentar uma corrente de pico anormal. Meça a forma de onda e investigue antes de substituir o fusível.
Uma classificação de tensão mais alta faz com que um fusível abra mais tarde?
Não. A tensão nominal diz respeito principalmente à interrupção segura após a abertura do elemento. O tempo de operação depende da corrente, da característica tempo-corrente, da temperatura e da construção.
Vídeo: como um fusível protege um circuito
O The Engineering Mindset fornece uma explicação visual neutra sobre o funcionamento dos fusíveis. Explica o princípio básico de proteção, mas não seleciona o fusível para uma entrada de CA específica ou para o design de um equipamento.
