Les dispositifs de protection de circuit empêchent automatiquement une quantité dangereuse ou excessive de courant ou un court-circuit dans un conducteur électrique. Cet article examinera les différents dispositifs de protection de circuit disponibles afin que vous puissiez déterminer lequel fonctionnera le mieux dans votre application électrique.
Fonctionnement des dispositifs de protection de circuit
Lorsque l’on pense à la protection de circuit, il existe une certaine mesure du flux d’électrons à travers un conducteur. Si le flux d’électrons est excessif, il peut fondre et brûler l’isolation du fil et les matériaux environnants. Chaque fil a un ampérage admissible qui détermine le flux d’électrons qui peut traverser le fil en toute sécurité. Cependant, la chute de tension doit également être prise en compte. C’est la quantité de tension consommée lorsque la tension pousse l’ampérage à travers la résistance du fil. Parfois, l’ampérage admissible déterminera la taille du fil nécessaire et d’autres fois, cela sera déterminé par une chute de tension. Quoi qu’il en soit, le fil doit être le plus grand des deux.
Même si le fil est correctement dimensionné, le circuit peut être accidentellement mis à la terre et laisser couler une quantité dangereuse d’ampérage. Si un circuit est mis à la terre par l’isolation d’un fil, des frottements peuvent survenir en raison d’une défaillance de l’équipement ou d’une mise à la terre accidentelle pendant la maintenance. Si tel est le cas, les dispositifs de protection du circuit peuvent casser le circuit avant tout dommage.
Types de dispositifs de protection de circuit
Il existe de nombreux types de dispositifs de protection de circuit. Ceux-ci comprennent les éléments suivants:
Disjoncteur: Il s’agit d’un interrupteur électrique à commande automatique qui peut protéger un circuit électrique des dommages causés par un excès de courant pouvant entraîner une surcharge du circuit. Il fonctionne en interrompant le flux de courant après la détection d’un défaut. Contrairement à un fusible, qui a une fonction similaire, les disjoncteurs peuvent être réinitialisés et réutilisés pour reprendre le fonctionnement normal. Ils sont fabriqués dans différentes tailles, y compris de petits appareils qui protègent les circuits à faible courant sur les appareils électroménagers ou de grands appareillages qui peuvent protéger les circuits à haute tension.
Les disjoncteurs peuvent être trouvés dans les applications suivantes:
- Alimentation domestique
- Éclairage
- Appareils
- Alimentations électriques
- Alimentations sans coupure
- Outils électriques
- Moteurs à appel élevé
- Transformateurs
- Charges réactives
- Appareils de diagnostic médical
- CVC
Fusibles électroniques: Les fusibles électroniques sont des résistances à faible résistance qui assurent une protection en cas de surintensité de charge causée par une défaillance ou une surcharge de l’appareil. Lorsqu’il détecte une surintensité, le fil métallique du fusible fond provoquant une interruption du circuit. Les fusibles sont disponibles dans une variété de types et de tailles, y compris les fusibles électriques industriels, les fusibles à soufflage lent, les fusibles électriques à haute tension ou les fusibles électroniques.
Les fusibles électroniques peuvent être utilisés dans les applications suivantes:
- Ordinateurs portables
- Téléphones portables
- Systèmes de jeu
- Imprimantes
- Appareils photo numériques
- Lecteurs DVD
- Électronique portable
- Moniteurs LCD
- Scanners
- Batteries
- Disques durs
Dispositifs de protection contre les décharges électrostatiques et dispositifs à diodes : Les décharges électrostatiques sont un transfert d’énergie entre deux objets chargés différemment. Cela peut raccourcir ou endommager les appareils électroniques, ce qui rend les dispositifs de protection des circuits ESD nécessaires. Un réseau de diodes est un composant électronique constitué de plusieurs diodes dans un boîtier semi-conducteur où les diodes peuvent partager une cathode commune d’anode, ou où chacune peut être séparée. Il existe plusieurs types de protection ESD et de réseaux de diodes qui peuvent être classés en fonction du nombre de canaux, du type directionnel, de la tension de claquage maximale, de la tension de serrage maximale, de la capacité, de la plage de température de fonctionnement et du type d’emballage.
Les réseaux d’ESD et de diodes peuvent être trouvés dans:
- Impression LED
- Scanners
- Lampes de poche
- Protection de ligne d’alimentation et de données USB
- Protection de bus 12C
- Protection de ligne vidéo
- Électronique portable
- Entrée microcontrôleur protection
- Équipement WAN / LAN
Porte-fusibles: Les porte-fusibles peuvent être tout aussi importants que les fusibles lorsqu’il s’agit de dispositifs de protection de circuit. Ils sont utilisés pour contenir, protéger et monter des fusibles. Ils sont disponibles en deux types de base, ouverts ou entièrement fermés. Les types de porte-fusibles ouverts comprennent des clips de fusibles, des blocs de fusibles, des prises et des bouchons. La variété entièrement fermée peut utiliser un porte-fusible inséré dans un porte-fusible ou disposer d’autres moyens pour enfermer complètement le fusible.
Clips et blocs de fusibles: Ils sont conçus pour fournir une enceinte étanche entre le clip et le fusible réel.
Tubes à décharge de gaz: Il s’agit d’un dispositif de protection de circuit fermé en verre qui contient un mélange de gaz spécial emprisonné entre deux électrodes. Ils conduisent le courant électrique après s’être ionisés par une pointe de haute tension et ils peuvent conduire une quantité de courant relativement élevée pour leur taille. Pour cette raison, ils peuvent gérer de très grands transitoires ou plusieurs transitoires plus petits. Ils mettent beaucoup de temps à se déclencher permettant à un pic de tension plus élevé de passer avant de conduire une quantité importante de courant.
Ceux-ci sont couramment utilisés sur les lignes à haute fréquence comme dans les équipements de télécommunications et peuvent également être utilisés dans l’électronique industrielle et grand public comme dans les parasurtenseurs et les systèmes d’alarme. D’autres applications incluent les circuits d’instrumentation, les alimentations et l’électronique médicale.
Thyristor de puissance: Un thyristor ou redresseur commandé par silicium (SCR) est un composant à semi-conducteurs utilisé pour commuter et contrôler le flux de courant électrique. Ils sont souvent utilisés dans des applications à flux de courant élevé. Ils conduisent le courant lorsqu’ils reçoivent une certaine tension sur sa borne de grille et continuent de conduire le courant même après que la tension soit retirée de la borne de grille. En raison de ces caractéristiques et de leur large plage de puissance nominale, ils sont utilisés comme contrôleurs de courant.
Les thyristors de puissance sont utilisés dans des applications où des tensions et des courants élevés sont présents. Ils sont également utilisés pour contrôler les courants alternatifs et peuvent être utilisés comme éléments de contrôle des contrôleurs à mise à feu de phase.
Thyristors de protection: Ce sont des composants à semi-conducteurs qui peuvent être utilisés pour commuter et contrôler le flux de courant électrique. Parce qu’ils sont si robustes, ils sont souvent utilisés dans des applications de courant à haut débit. Ils commencent à conduire le courant lorsqu’ils reçoivent une certaine tension sur sa borne de grille et continuent à conduire le courant après la suppression de cette tension. En raison de ces caractéristiques, ainsi que de leur large plage de protection, ils sont utilisés comme contrôleurs de courant pour la protection contre les surtensions.
Les thyristors de protection peuvent être utilisés dans les applications suivantes:
- Contrôle de la température
- Contrôle de la lumière
- Contrôle de la vitesse
- Contrôle du processus
- Systèmes d’avertissement où la fiabilité de fonctionnement est importante
Fusibles réinitialisables: Également appelés PTCs, ces dispositifs de protection de circuit seront utiles si votre circuit tente de capter plus de 250 Ma de courant. Si cela se produit, le PTC se réchauffe et se déclenche, ne permettant qu’un faible courant de fuite. La fuite peut encore endommager certains composants électroniques, mais elle les minimise par rapport au 3A que le court-circuit aurait permis. Une fois le court-circuit retiré, le PTC se réinitialise, ce qui permet à un courant allant jusqu’à 250 Ma de circuler à nouveau. Il est bon pour une utilisation sur des appareils alimentés par batterie qui doivent se protéger contre les décharges accidentelles à fort courant.
Diodes TVS: Une diode TVS, ou diode de suppression de tension transitoire, fonctionne pour détourner ou shunter les pointes de tension d’un circuit à titre de mesure de protection. Ils sont également utilisés pour protéger les circuits des décharges électrostatiques. Les diodes à avalanche de silicium (SAD) et les diodes Zener sont couramment utilisées pour la protection des circuits dans les applications TVS. Les SAD voient une augmentation de la température lorsque la tension diminue, tandis que les diodes Zener voient une augmentation de la température lorsque la tension diminue.
Les diodes TVS peuvent être trouvées dans:
- Ordinateurs
- Imprimantes
- Systèmes de communication sans fil
- Équipements médicaux
- Systèmes de sécurité
- Machines ATM
- Systèmes HFC
- Systèmes de réseau
- Applications FireWire
Varistances MOV / MLV: Une varistance est une résistance qui a un courant non ohmique; Elles agissent comme un éclateur, protégeant les circuits d’une tension excessive. Une varistance à oxyde métallique (MOV) est le type de varistance le plus courant, contenant une masse de grains d’oxyde de zinc dans une matrice d’autres oxydes métalliques et prise en sandwich entre deux plaques métalliques qui agissent comme des électrodes. Une varistance multicouche, ou MLV, fournit aux circuits électroniques une protection contre les décharges électrostatiques.
Les varistances MOV et MLV peuvent être utilisées dans une variété d’applications électroniques, notamment les suivantes:
- Ordinateurs et périphériques
- Décodeurs
- Téléphones portables
- Appareils photo numériques
- Équipements médicaux
- Lecteurs DVD
- Imprimantes, scanners et copieurs
- Multimédia lecteurs
- Stockage externe
- Moniteurs LCD
- Modems
Il existe plusieurs types de dispositifs de protection de circuit qui peuvent protéger votre équipement électronique contre les dommages en cas de court-circuit ou de surintensité. C’est une bonne idée de vous familiariser avec les différents types de DPC disponibles afin que vous puissiez tout mettre en œuvre pour éviter les risques électriques. Bonne chance en toute sécurité lorsque vous travaillez à la maison ou au bureau.