Lors de l'utilisation de relais à semi-conducteurs, bon dissipation de la chaleur est cruciale, et l'utilisation de fusibles à action rapide est tout aussi importante.
Un fusible approprié à action rapide peut protéger les relais statiques monophasés ou triphasés contre les dommages causés par une surintensité ou un court-circuit dans le circuit contrôlé.
Dans cet article de blog, vous apprendrez :
- Qu'est-ce qu'un fusible à action rapide ?
- Pourquoi votre relais statique a-t-il besoin d'un fusible à action rapide ?
- Différents types de fusibles à action rapide.
- Comment choisir le fusible à action rapide le mieux adapté à votre relais statique ?
Maintenant, passons à l'action !
Qu'est-ce qu'un fusible à action rapide ?
Un fusible à action rapide est un dispositif de protection de circuit à action unique, composé principalement d'un élément fusible et d'un boîtier isolant.
Parmi ces composants, l'élément fusible est généralement constitué d'argent de haute pureté, d'un alliage d'argent ou d'une fine feuille de cuivre avec un col étroit. Le boîtier isolant est principalement constitué de céramique à haute résistance, offrant une résistance élevée à la tension et des performances fiables en matière de suppression d'arc.
Lorsqu'un courant de surcharge ou de court-circuit dépasse sa valeur nominale, l'élément fusible fond instantanément en raison de la surchauffe, déconnectant rapidement le circuit et protégeant les semi-conducteurs et les équipements électriques industriels.
Il se caractérise par un temps de réponse ultra-rapide, avec un temps de fusion de quelques millisecondes seulement.
Pourquoi avez-vous besoin d'un fusible à action rapide pour votre relais statique ?
Les relais à semi-conducteurs peuvent être divisés en deux catégories principales : Relais à semi-conducteurs DC (SSR DC) et relais à semi-conducteurs AC (SSR AC). Ils utilisent tous deux des semi-conducteurs (le relais statique à courant alternatif utilise un thyristor, le relais statique à courant continu utilise un Mosfet) comme éléments de commande pour connecter ou déconnecter les charges.
En consultant leurs fiches techniques ITSM ou IDM, vous constaterez que la plupart des thyristors sont prévus pour moins de 400 A@20 ms (voir la valeur ITSM pour le triac BTA41 dans l'image ci-dessous), tandis que les MOSFET sont prévus pour environ 1 000 A. Si le circuit est court-circuité, le courant peut facilement atteindre des milliers d'ampères, ce qui peut facilement griller l'unité de contrôle.
Par conséquent, pour éviter les dommages dus à une surintensité, la solution consiste à utiliser un fusible à action rapide, qui peut couper le circuit en moins de 10 millisecondes, soit beaucoup plus rapidement que le temps de fusible de 20 millisecondes de l'unité de contrôle. Cela signifie que le fusible à action rapide a déjà coupé l'alimentation de l'unité de contrôle avant qu'elle ne soit endommagée.
Différents types de fusibles à action rapide
Pour sélectionner le fusible à action rapide le mieux adapté à un relais statique, il est nécessaire de comprendre ses classifications courantes.
En fonction des caractéristiques de rupture, les fusibles à action rapide sont principalement divisés en trois types : aR, gR et gG/gM.
Les deux types aR et gR se caractérisent par une vitesse de rupture ultra-rapide, avec un temps de rupture inférieur à 10 millisecondes. La différence est que le fusible aR est conçu uniquement pour la protection contre les courts-circuits des dispositifs à semi-conducteurs, tandis que le fusible gR assure à la fois la protection contre les surcharges et les courts-circuits.
Quant aux fusibles à action rapide de type gG et gM, leur vitesse de fusion est généralement plus lente que celle des fusibles à action rapide de type aR et gR dont il a été question plus haut. En général, le temps de fusion est d'environ 0,1 à 5 secondes.
Comment sélectionner les fusibles à action rapide appropriés pour vos relais statiques ?
Comme indiqué ci-dessus, les relais à semi-conducteurs ne peuvent résister qu'à des surintensités inférieures à 20 millisecondes. Si le circuit est interrompu dans ce laps de temps, le thyristor ou le MOSFET interne est effectivement protégé contre la surchauffe.
En revanche, le temps de fusion des fusibles à action rapide de type aR et de type gR est inférieur à 10 millisecondes, soit bien moins que la limite de résistance de 20 millisecondes des relais statiques. Par conséquent, ces deux types de fusibles peuvent fournir une protection fiable aux relais statiques.
D'un autre point de vue, celui du courant, comment choisir le bon fusible à action rapide pour un relais statique (SSR) ? Dans la section suivante, nous vous expliquons comment procéder, étape par étape.
1. Vérifier le courant maximum supporté par le relais statique
Il existe trois types de relais à semi-conducteurs : relais monophasés à semi-conducteurs, relais triphasés à semi-conducteurset régulateurs de tension à semi-conducteurs. Le fournisseur indique généralement le courant de sortie maximal qu'il peut supporter dans la section de charge ; veuillez y prêter une attention particulière.
2. Confirmer que la tension de la charge est alternative ou continue
En outre, vérifiez si votre relais statique est utilisé pour contrôler une charge en courant continu ou en courant alternatif. Les relais statiques à courant continu nécessitent des fusibles à action rapide en courant continu pour la protection, tandis que les relais statiques à courant alternatif nécessitent des fusibles à action rapide en courant alternatif.
3. Sélectionner le bon type de fusible
Les relais à semi-conducteurs étant des interrupteurs à semi-conducteurs, leur temps de réponse est plus rapide que celui des interrupteurs mécaniques ordinaires. Par conséquent, le temps de fusion du fusible à action rapide doit être plus rapide que son temps de réponse et son temps de défaillance. Vous devez donc utiliser les fusibles à action rapide de type aR et gR mentionnés plus haut.
4. Choisissez un fusible à action rapide avec un courant nominal approprié :
Si la charge est une charge résistive (comme un élément chauffant), le courant nominal du fusible à action rapide doit être 1,5 fois le courant nominal du relais statique ; si la charge contrôlée est un moteur, un fusible à action rapide avec un courant nominal de 2 à 2,5 fois le courant nominal du relais statique doit être sélectionné pour résister au courant de choc important lorsque le moteur démarre.
Comment raccorder un fusible à action rapide à un relais statique ?
Après avoir sélectionné un fusible à action rapide approprié conformément aux directives ci-dessus, l'étape suivante consiste à câbler correctement le relais statique.
Le fusible à action rapide est principalement utilisé pour protéger les dispositifs de puissance internes du relais statique, tels que les thyristors ou les MOSFET. Il doit être connecté en série avec le relais statique et la charge. En cas de court-circuit de la charge ou de défaut de surcharge, le fusible à action rapide peut immédiatement couper l'alimentation pour protéger le relais statique.
Dans les images suivantes, nous vous montrons comment raccorder les fusibles à action rapide à différents types de relais à semi-conducteurs :
Conclusion
En résumé, les fusibles à action rapide sont des composants auxiliaires indispensables dans les applications de relais statiques. Ils protègent non seulement la charge contre les dommages causés par les courts-circuits, mais aussi les dispositifs semi-conducteurs internes du relais statique contre l'épuisement en cas de défaillance.
Si vous souhaitez en savoir plus sur les relais à semi-conducteurs ou obtenir nos recommandations sur les fusibles à action rapide les plus appropriés, veuillez envoyer vos questions à l'adresse suivante shonxu@lorentzzi.comet Lorentzzi Electric‘vous apporteront une solution dans les plus brefs délais.
