Sigorta Türleri ve I²t: Hızlı, Gecikmeli, PTC (Polyfuse) Sigorta Seçimi
Sigorta türleri ve seçimi: hızlı (F) ve gecikmeli (T) sigorta, zaman-akım eğrisi, I²t (erime enerjisi) ve inrush akımı, sıcaklık ve %75 kuralı, kesme kapasitesi ve gerilim sınıfı, PTC resettable sigorta (polyfuse), SMD sigorta ve e-fuse.
BU YAZIDAN SONRA ŞUNU BİLECEKSİN
- Sigortanın neden akım değil ısı (I²t) ile attığını
- Hızlı ve gecikmeli arasında inrush'a göre seçim yapmayı
- %75 kuralını ve sıcaklık düzeltmesini
- PTC sigortanın nerede iyi, nerede yetersiz olduğunu
Fikir: devrenin en zayıf halkası#
Sigorta, bilerek devrenin en zayıf yeri yapılmış ince bir metal tel ya da şerittir. Akım geçtikçe I²·R ile ısınır; ısı belli bir eşiği geçince erir ve devreyi açar. Görevi cihazı değil, kabloları ve kartı yangından korumaktır: kısa devre olduğunda kaynak, bakır izler ve konektörler ısınmadan önce o ölür. Erime bir enerji olayıdır: kısa süreli büyük bir akım ile uzun süreli küçük bir aşırı akım aynı sonucu doğurabilir.
Hızlı mı, gecikmeli mi?#
Hızlı (F, FF)
İnce tel, düşük I²t. Yarı iletkenleri ve hassas ölçüm devrelerini korur; inrush'u olmayan dirençli yükler, ölçü aletleri (multimetrenin akım girişi), sinyal hatları.
Gecikmeli (T, slow-blow)
Kalın, sarmal ya da lehim damlalı tel: daha çok ısı depolar, kısa darbeleri yutar. Büyük giriş kondansatörlü güç kaynakları, motorlar, trafolar ve lambalar (inrush yazısı).
Seçim: beş soru#
1 · Normal akım ve %75 kuralı
Sigortalar nominal akımlarında sürekli taşımak için tasarlanmaz; yaşlanırlar. Normal çalışma akımı nominalin %75'ini geçmemeli. 1 A çeken cihaz → en az 1,33 A → 1,6 A (standart değer).
2 · Sıcaklık
Sigorta ısı ile çalışır: kapalı, sıcak bir kutuda (60 °C) daha erken atar. Datasheet'teki düşürme eğrisine göre ≈ %10–20 daha büyük seç.
3 · Darbe I²t
Açılış inrush'unu hesapla ya da ölç: 230 V'ta 100 µF'lık bir kondansatör, 2 Ω'luk direnç yolu ile ≈ 160 A tepe, τ = 0,2 ms → I²t ≈ ½·I²·τ ≈ 2,6 A²s. Hızlı 1,6 A sigortanın I²t'si ≈ 1 A²s: atar. Gecikmeli 1,6 A: ≈ 15 A²s, × 0,3 = 4,5 A²s > 2,6: dayanır.
4 · Gerilim sınıfı
Sigorta, attığında uçları arasındaki gerilimi ark olmadan kesebilmeli. 32 V'luk bir otomotiv sigortası 230 V'ta açıldığında ark sürebilir. Her zaman devrenin en yüksek gerilimine eşit ya da büyük sınıf seç.
5 · Kesme kapasitesi
Kısa devrede akan en büyük akımı (şebekede yüzlerce – binlerce A) güvenle kesebilmesi gerekir. Cam sigortalar düşük (35 A – 10× In), kum dolgulu seramik sigortalar yüksek (1500 A) kapasitelidir. Şebeke girişinde seramik, kum dolgulu sigorta kullan.
PTC (polyfuse): kendini sıfırlayan sigorta#
Polimer PTC, içinde karbon parçacıkları olan bir plastiktir. Soğukken parçacıklar birbirine değer, direnç düşüktür (0,05–1 Ω). Aşırı akımda ısınır, plastik genleşir, parçacıklar ayrılır ve direnç binlerce kat artar (PTC termistör yazısı). Akımı tamamen kesmez, küçük bir tutma akımıyla sıcak kalır; güç kesilip soğuyunca eski hâline döner. USB portlarında (500 mA), pil paketlerinde ve kullanıcının kısa devre yapabileceği çıkışlarda idealdir.
| Erime sigortası | PTC (polyfuse) | e-fuse (TPS2595…) | |
|---|---|---|---|
| Tepki | ms (hızlı) – s | yüzlerce ms – s | µs |
| Sıfırlama | değiştir | soğuyunca, kendiliğinden | otomatik ya da pinle |
| Seri direnç | çok düşük | orta, işlem sonrası artar | mΩ (MOSFET) |
| Şebeke girişi | evet (standart) | hayır | hayır (düşük gerilim) |
| Ek özellik | — | — | akım sınırı, aşırı/ters gerilim, yumuşak başlatma |
Normalde 0,8 A çeken, büyük bir giriş kondansatörü olan 12 V'luk bir cihaz için en mantıklı sigorta hangisi?
%75 kuralı: 0,8 / 0,75 = 1,07 A → bir üst standart değer 1,25 A. Giriş kondansatörünün inrush'u için gecikmeli. 5 A, kart izlerini ve konektörü korumak için çok büyük olur; 0,8 ve 1 A hızlı ise açılışta atar.
Sık sorulan sorular#
Hızlı ve gecikmeli sigorta arasındaki fark nedir?
İkisi de aynı nominal akımı sürekli taşır, ama aşırı akımda farklı sürelerde atar. Hızlı (F) sigorta kısa darbelerde bile atar, hassas devreleri korur. Gecikmeli (T) sigorta daha çok ısı depolar ve motor, trafo, kondansatör gibi yüklerin açılış darbelerine dayanır.
I²t nedir?
Akımın karesinin zamana göre integrali (A²s); sigortayı eritmek için gereken enerjinin ölçüsüdür. Bir darbenin I²t'si sigortanın erime I²t'sinden küçükse sigorta atmaz. Yorulmaması için darbe I²t'sinin erime değerinin %20–40'ı kadar olması önerilir.
Polyfuse (PTC sigorta) her yerde kullanılabilir mi?
Hayır. Yavaştır, akımı tamamen kesmez ve şebeke gerilimi ile yüksek kısa devre akımları için uygun değildir. Düşük gerilimli, kullanıcının kısa devre yapabileceği çıkışlar (USB, sensör beslemesi) ve pil paketleri için idealdir.
Bu sayfada cevabını bulabileceğin aramalar#
İnsanlar bu konuyu genelde şu kelimelerle arıyor; hepsinin cevabı yukarıdaki yazıda ve simülatörde var:
- sigorta türleri
- sigorta seçimi
- hızlı sigorta
- gecikmeli sigorta
- T sigorta F sigorta
- I2t nedir
- polyfuse
- PTC sigorta
- resettable fuse
- kesme kapasitesi
- sigorta açılışta atıyor
- SMD sigorta
Kaynaklar ve ileri okuma#
Bu yazıyı yazarken ve ders çalışırken baktığım kaynaklar. Bölüm numaraları baskıya göre değiştiği için konu adıyla ararsın.
- Fuseology: Selecting Protection Devices Littelfuse%75 kuralı, sıcaklık düşürme, I²t ve darbe hesabı.
- Bussmann Selecting Protective Devices (SPD) EatonZaman-akım eğrileri, kesme kapasitesi ve gerilim sınıfı.
- The Art of Electronics Paul Horowitz, Winfield HillGüç kaynağı koruması: sigorta, PTC ve kelepçe devreleri.
- IEC 60127 (minyatür sigortalar)F/T sınıfları ve 5×20 mm sigortaların karakteristikleri.
Bir yanlış, eksik ya da merak ettiğin bir şey mi var?
Bu notları öğrenirken yazıyorum; hata yaptıysam düzeltmek, eksik bıraktığım yeri tamamlamak isterim. İstediğin konuyu yaz, sıraya alayım. Bu devrelerin gerçek kart karşılıklarını da projelerimde bulabilirsin.