Description :
Les fusibles ultrarapides pour semi-conducteurs protègent les composants de puissance contre les surintensités. Ils limitent les contraintes thermiques et électrodynamiques. La gamme Rapidplus DF Electric comprend les catégories aR, gR et gS. Elle couvre des applications en courant alternatif et continu selon la norme IEC/EN 60269-4.
Les fusibles aR couvrent les courts-circuits. Les catégories gR et gS assurent aussi la protection contre les surcharges. Leur faible énergie traversante I²t réduit l’énergie transmise au composant. Ils conviennent aux IGBT, thyristors, diodes, variateurs, convertisseurs, redresseurs et onduleurs.
Trois catégories de fusibles pour semi-conducteurs
La protection des semi-conducteurs ne repose pas sur une seule catégorie de fusible. Le choix dépend du type de défaut à couvrir, de la plage de surintensités, de l’énergie maximale admissible par le composant et de l’architecture du circuit.
La gamme Rapidplus DF Electric comprend les catégories aR, gR et gS. Toutes offrent une forte limitation du courant et une faible énergie traversante I²t. Toutefois, leur domaine de fonctionnement diffère.
| CATÉGORIE | COURTS-CIRCUITS | SURCHARGES | POSITIONNEMENT |
|---|---|---|---|
| aR | Oui | Non | Protection partielle ultrarapide des semi-conducteurs. |
| gR | Oui | Oui | Protection intégrale des semi-conducteurs. |
| gS | Oui | Oui | Protection intégrale des semi-conducteurs, conducteurs et appareillages associés selon la gamme. |
Fusibles ultrarapides aR
Les fusibles aR couvrent les courants de court-circuit. Ils conviennent lorsque la protection contre les surcharges repose déjà sur un autre dispositif, par exemple une surveillance électronique, une protection thermique ou un appareil amont coordonné.
Cette catégorie privilégie une très faible énergie traversante et une forte limitation du courant de défaut. Elle couvre les formats cylindriques, NH et corps carrés SQB jusqu’à 690V dans la gamme DF Electric.
Fusibles ultrarapides gR
Les fusibles gR couvrent les surcharges et les courts-circuits. Ils assurent ainsi une protection intégrale des semi-conducteurs, tout en participant à la protection des conducteurs et de l’appareillage associés.
La gamme DF Electric comprend les formats cylindriques 10x38, 14x51 et 22x58 sous 690V. Certaines exécutions disposent également d’un percuteur pour la signalisation de fusion.
Fusibles ultrarapides gS
Les fusibles gS assurent aussi une protection intégrale contre les surcharges et les courts-circuits. Leur faible puissance dissipée facilite cependant leur intégration sur des socles et interrupteurs-sectionneurs compatibles.
La gamme DF Electric comprend des tailles NH000 à NH3 sous 690V ainsi qu’un format cylindrique 10x85 sous 1000V. Elle couvre donc les circuits de faible courant comme les équipements de forte puissance.
Applications couvertes
Les fusibles ultrarapides protègent les composants électroniques de puissance qui supportent difficilement l’énergie transmise lors d’un défaut. Ils interviennent notamment dans les équipements suivants :
- Variateurs de vitesse et entraînements moteurs
- Convertisseurs AC/DC et DC/AC
- Redresseurs industriels
- Onduleurs et systèmes UPS
- Alimentations de puissance
- Relais statiques et démarreurs progressifs
- Onduleurs de soudage
- Équipements intégrant des IGBT, thyristors, triacs et diodes de puissance
Le choix de la catégorie doit toutefois rester cohérent avec la fonction de protection attendue. Ainsi, une application qui exige une couverture des surcharges ne doit pas reposer uniquement sur un fusible aR.
Formats disponibles
La gamme couvre plusieurs constructions mécaniques. Chaque format répond à des contraintes différentes de courant, d’encombrement, de dissipation et de raccordement.
| FORMAT | CARACTÉRISTIQUES | CATÉGORIES PRÉSENTES |
|---|---|---|
| Cylindrique | Montage compact dans un porte-fusible adapté. | aR, gR, gS |
| NH | Montage sur socle ou interrupteur-sectionneur pour courants élevés. | aR, gS |
| Corps carré SQB | Raccordement direct et très forte limitation d’énergie. | aR |
Données techniques essentielles
La tension et le courant assignés ne suffisent pas pour sélectionner un fusible de protection des semi-conducteurs. En effet, la coordination repose sur plusieurs paramètres complémentaires.
| PARAMÈTRE | FONCTION |
|---|---|
| Préarc I²t | Énergie transmise avant l’apparition de l’arc. |
| I²t total | Énergie totale transmise pendant la coupure. |
| Pouvoir de coupure | Courant de défaut maximal que le fusible peut interrompre. |
| Tension d’arc | Tension de crête générée pendant l’interruption. |
| Puissance dissipée | Échauffement transmis au support et à l’enveloppe. |
| Courbe temps-courant | Temps de fusion en fonction du courant présumé. |
Comment choisir entre aR, gR et gS ?
Le choix commence par la fonction de protection. Si un autre dispositif couvre déjà les surcharges, la catégorie aR peut convenir. En revanche, lorsqu’un seul fusible doit couvrir les surcharges et les courts-circuits, il faut privilégier une catégorie gR ou gS.
Ensuite, le format mécanique, le courant assigné, la tension et la puissance dissipée orientent la sélection. Enfin, l’I²t total du fusible doit rester inférieur à l’énergie maximale admissible par le semi-conducteur.
- Définir si la protection doit couvrir les surcharges.
- Identifier la tension maximale et la nature AC ou DC du circuit.
- Déterminer le courant permanent et les cycles de charge.
- Choisir le format mécanique compatible.
- Comparer l’I²t total du fusible avec l’I²t admissible du composant.
- Vérifier la puissance dissipée et la capacité thermique du support.
- Contrôler le pouvoir de coupure et la tension d’arc.
Coordination avec les supports et l’appareillage
Le support doit correspondre au format, au courant, à la tension et à la puissance dissipée du fusible. Par conséquent, la compatibilité mécanique ne suffit pas toujours.
Les formats cylindriques s’installent dans des porte-fusibles PMX, PMLe ou BAC selon la gamme et les contraintes thermiques. Les fusibles NH s’associent à des socles, à des interrupteurs-sectionneurs BS ou à des sectionneurs verticaux ARS de taille compatible. Les corps carrés SQB se raccordent directement selon leur exécution.
Consulter les porte-fusibles cylindriques, les socles NH, les interrupteurs-sectionneurs BS et les sectionneurs verticaux ARS.
Déclassement thermique
Les caractéristiques nominales reposent sur des conditions de référence définies par le fabricant. Lorsque la température ambiante augmente, le courant admissible diminue.
Il faut également tenir compte de la ventilation, de l’espacement entre appareils, du nombre de pôles chargés et de la puissance dissipée par les équipements voisins. Ainsi, le calibre retenu doit toujours être vérifié dans les conditions réelles d’installation.
Normes et conformité
| RÉFÉRENTIEL | DOMAINE |
|---|---|
| IEC/EN 60269-1 | Exigences générales applicables aux fusibles basse tension. |
| IEC/EN 60269-4 | Exigences complémentaires applicables aux fusibles de protection des semi-conducteurs. |
| RoHS | Conformité matière selon la déclaration applicable à chaque gamme. |
FAQ sur les fusibles ultrarapides
Quelle différence entre un fusible aR et un fusible gR ?
Le fusible aR couvre uniquement les courts-circuits. Le fusible gR couvre les surcharges et les courts-circuits.
Quelle différence entre un fusible gR et un fusible gS ?
Les deux catégories assurent une protection intégrale. Toutefois, leurs courbes, leurs formats disponibles, leur puissance dissipée et leur coordination avec l’appareillage diffèrent.
Pourquoi un faible I²t protège-t-il les semi-conducteurs ?
Un faible I²t limite l’énergie transmise pendant le défaut. Il réduit ainsi les contraintes thermiques appliquées au composant.
Peut-on choisir un fusible uniquement à partir du courant nominal ?
Non. Il faut aussi vérifier la tension, l’I²t, le pouvoir de coupure, la tension d’arc, la puissance dissipée et le déclassement thermique.
Un fusible ultrarapide remplace-t-il une protection générale gG ?
Pas systématiquement. Les fusibles ultrarapides protègent prioritairement les semi-conducteurs. La protection générale des câbles et des circuits doit rester coordonnée avec l’ensemble de l’installation.
Peut-on remplacer une catégorie par une autre ?
Une substitution exige une nouvelle étude de coordination. Les courbes temps-courant, l’I²t, la dissipation et la couverture des surcharges peuvent différer.