Un fusible reiniciable o dispositivo polimérico de coeficiente de temperatura positivo ( PPTC ) es un componente electrónico pasivo utilizado para proteger contra fallas de sobrecorriente en circuitos electrónicos . El dispositivo también se conoce como multifusible o polifusible o poliinterruptor . Tienen una función similar a los termistores PTC en determinadas situaciones, pero funcionan mediante cambios mecánicos en lugar de efectos de portador de carga en los semiconductores . Estos dispositivos fueron descubiertos y descritos por primera vez por Gerald Pearson en Bell Labs en 1939 y descritos en la patente estadounidense número 2.258.958. [1]
Un dispositivo PTC polimérico está formado por una matriz de polímero orgánico cristalino no conductor que está cargada con partículas de negro de carbón [2] para hacerlo conductor. Mientras está frío, el polímero está en 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, éste comenzará a calentarse. A medida que el dispositivo se calienta, el polímero se expandirá, pasando 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, lo que aumenta aún más la resistencia. [5] Este aumento de 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 tensión nominal hasta unos pocos cientos de mA a tensiones más bajas. Se puede decir que el dispositivo tiene funcionalidad de bloqueo. [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 energía, 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 especificada para el dispositivo. [6] Este enfriamiento suele tardar unos segundos, aunque un dispositivo disparado conservará una resistencia ligeramente mayor durante horas, a menos que la potencia que contiene sea más débil o se haya utilizado con frecuencia, acercándose lentamente al valor de resistencia inicial. El restablecimiento a menudo no se llevará a cabo incluso si se ha eliminado la falla sola con la energía aún fluyendo, ya que la corriente de operación puede estar por encima de la corriente de mantenimiento del PPTC. Es posible que el dispositivo no vuelva a su valor de resistencia original; Lo más probable es que se estabilice con una resistencia significativamente mayor (hasta 4 veces el valor inicial). Podrían pasar horas, días, semanas o incluso años hasta que el dispositivo vuelva a un valor de resistencia similar a su valor original, en todo caso. [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 computadoras, en gran parte debido al estándar PC 97 (que recomienda una PC sellada que el usuario nunca tiene que abrir), y en aplicaciones aeroespaciales/nucleares donde el reemplazo es difícil. [ cita necesaria ] Otra aplicación para tales dispositivos es proteger los altavoces de audio , particularmente los tweeters , de daños cuando se sobreexcitan: al colocar una resistencia o 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 cortarlo, lo que permite que el altavoz continúe funcionando sin daños cuando el amplificador entrega 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]