Un fusible reiniciable o dispositivo de coeficiente de temperatura positivo polimérico ( PPTC ) es un componente electrónico pasivo que se utiliza para proteger contra fallas por sobrecorriente en circuitos electrónicos . El dispositivo también se conoce como multifusible , polifusible o policonmutador . Tienen una función similar a la de los termistores PTC en ciertas situaciones, pero funcionan con cambios mecánicos en lugar de con efectos de portadores de carga en semiconductores . Estos dispositivos fueron descubiertos y descritos por primera vez por Gerald Pearson en Bell Labs en 1939 y descritos en la patente estadounidense n.° 2 258 958. [1]
Un dispositivo PTC polimérico está formado por una matriz de polímero orgánico cristalino no conductor que se carga con partículas de negro de carbono [2] para hacerlo conductor. Mientras está frío, el polímero está en un estado cristalino, con el carbono forzado a entrar en las regiones entre los cristales, formando muchas cadenas conductoras. Dado que es conductor (la "resistencia inicial"), [3] pasará una corriente. Si pasa demasiada corriente a través del dispositivo, este comenzará a calentarse. A medida que el dispositivo se calienta, el polímero se expandirá, cambiando de un estado cristalino a uno amorfo . [4] La expansión separa las partículas de carbono y rompe las vías conductoras, lo que hace que el dispositivo se caliente más rápido y se expanda más, aumentando aún más la resistencia. [5] Este aumento de la resistencia reduce sustancialmente la corriente en el circuito. Una pequeña corriente (de fuga) todavía fluye a través del dispositivo y es suficiente para mantener la temperatura a un nivel que lo mantendrá en el estado de alta resistencia. La corriente de fuga puede variar desde menos de cien mA a voltaje nominal hasta unos pocos cientos de mA a voltajes más bajos. Se puede decir que el dispositivo tiene una función de enclavamiento. [6] La corriente de retención es la corriente máxima a la que se garantiza que el dispositivo no se disparará. La corriente de disparo es la corriente a la que se garantiza que el dispositivo se disparará. [7]
Cuando se corta la alimentación, el calentamiento debido a la corriente de fuga se detendrá y el dispositivo PPTC se enfriará. A medida que el dispositivo se enfría, recupera su estructura cristalina original y vuelve a un estado de baja resistencia donde puede mantener la corriente según lo especificado para el dispositivo. [6] Este enfriamiento generalmente toma unos segundos, aunque un dispositivo disparado mantendrá una resistencia ligeramente más alta durante horas, a menos que la alimentación en él sea más débil o se haya utilizado con frecuencia, acercándose lentamente al valor de resistencia inicial. El restablecimiento a menudo no se producirá incluso si se ha eliminado la falla sola con la alimentación aún fluyendo, ya que la corriente de operación puede ser superior a la corriente de mantenimiento del PPTC. El dispositivo puede no volver a su valor de resistencia original; lo más probable es que se estabilice en una resistencia significativamente más alta (hasta 4 veces el valor inicial). Podrían pasar horas, días, semanas o incluso años para que el dispositivo vuelva a un valor de resistencia similar a su valor original, si es que lo hace. [8]
Un dispositivo PPTC tiene una clasificación de corriente y una clasificación de voltaje. [9]
Estos dispositivos se utilizan a menudo en fuentes de alimentación de ordenador, en gran medida debido al estándar PC 97 (que recomienda un PC sellado que el usuario nunca tenga que abrir), y en aplicaciones aeroespaciales/nucleares donde el reemplazo es difícil. [ cita requerida ] Otra aplicación para estos dispositivos es proteger los altavoces de audio , en particular los tweeters , de daños cuando se sobrecargan: al colocar una resistencia o una bombilla en paralelo con el dispositivo PPTC es posible diseñar un circuito que limite la corriente total a través del tweeter a un valor seguro en lugar de cortarla, lo que permite que el altavoz continúe funcionando sin daños cuando el amplificador está entregando más potencia de la que el tweeter podría tolerar. Si bien un fusible también podría ofrecer una protección similar, si el fusible se funde, el tweeter no puede funcionar hasta que se reemplace el fusible. [10]