SMD thermische zekering

Die ook reageert op een te grote stroom

Valt er nog iets over zekeringen te vertellen? Uitgaande van het feit dat deze onderdelen al decennia lang onveranderd zijn, zou je verwachten dat hier niets nieuws over te vertellen is. Toch is er onlangs een zekering op de markt gebracht die reageert op te hoge temperaturen en te grote stromen en die gewoon net als alle andere SMD-onderdelen op de print gesoldeerd kan worden .

Het glazen buisje met daarin een dun draadje en twee metalen afsluitdopjes was jarenlang de meest gebruikte bouwvorm van een zekering, maar ondertussen is daarin veel veranderd. De zekering in een SMD-behuizing is misschien wel de meest opvallende verschijning, mede omdat dit type niet simpelweg vervangen kan worden. Het als maar kleiner worden van de elektronica en het feit dat reparatie een achterhaald begrip is geworden, maakt dat een zekering niet meer vervangen hoeft te worden. Hij is er alleen om ellende te voorkomen. Door een defect in een apparaat kan er immers brand ontstaan en dat is wat met de zekeringen van tegenwoordig voorkomen moet worden. In dat geval maakt het niet meer uit dat de zekering smelt, want de print was toch al defect.

Te hoge temperatuur
Smeltveiligheden reageren in principe niet op een verhoging van de omgevingstemperatuur. Alleen bij een te hoge stroom smelt het draadje en wordt de stroom onderbroken. Toch zijn er voldoende voorbeelden te bedenken waarbij het toch echt wel prettig zou zijn als de zekering wel op de omgevingstemperatuur zou reageren. Lang niet altijd is er sprake van een te hoge stroom terwijl de temperatuur wel te hoog is. Oorzaak hiervan is het als maar kleiner worden van de elektronica waarbij het vaak alsmaar lastig is om hotspots te vermijden omdat goede koeling weer teveel ruimte in beslag neemt. Ook bij het gebruik van vermogens-MOSFET’s kan de temperatuur uit de hand lopen door Thermal Runaway. Afbeelding 1 laat zien wat er daarbij gebeurt. Door toename van de temperatuur stijgt de Drain-Source-weerstand R_on . Bij gelijk blijvende stroom zal hierdoor het vermogensverlies in de FET toenemen waardoor de temperatuur verder toeneemt. Doordat de toename van de R_on niet echt de stroom beïnvloedt, maar wel de temperatuur laat stijgen, kan dit leiden tot temperaturen waarbij de FET uitbrandt. Wat daarvan de gevolgen zijn, is afhankelijk van de opbouw van de schakeling, maar dat dit bijvoorbeeld bij een apparaat dat in een stoffige omgeving gebruikt wordt kan leiden tot brand, is niet ondenkbaar.