Couverture ElectroniqueS n°127

De nombreux fusibles de protection secondaire contre les surintensités sont aujourd'hui proposés en boîtiers CMS compacts. Sous forme de pavés, ils offrent un encombrement minimal. Leur stabilité à long terme, dont aucune norme ne fait état, est liée au procédé de fabrication. Vishay a ainsi opté pour une technologie à couches minces jusqu'ici réservée aux chips résistifs. Les normes de sécurité internationales pour les produits électroniques imposent une protection secondaire contre les surintensités. Cela concerne autant les produits basse tension alimentés par une batterie que ceux raccordés au secteur, comme les alimentations et les chargeurs de batterie. Les sous-ensembles d'affichage et de stockage embarqués, tels que les écrans TFT-LCD ou les disques durs 2,5", doivent également être protégés contre les surintensités qui risqueraient de les endommager. Cette protection est notamment cruciale dans un pack batterie, où toute surintensité résultant d'un défaut peut être préjudiciable à l'équipement et dangereuse pour l'utilisateur. S'ils sont chargés au-delà de la tension maximale recommandée par le fabricant, les accumulateurs au lithium-ion ou au lithium polymère sont en effet sujets à l'emballement thermique. Ils sont aussi susceptibles de prendre feu, voire d'exploser. En outre, les batteries que l'on trouve dans un grand nombre de produits grand public sont vulnérables aux courts-circuits. Ces derniers se traduisent par une surchauffe. Dans un tel scénario, des courants jusqu'à 50 A exposent les utilisateurs à des risques de brûlure ou d'explosion. Un circuit électronique de contrôle de charge assure la protection primaire contre la surcharge. Malgré cela, une protection secondaire est aussi requise dans l'hypothèse où la protection primaire serait prise en défaut, ou dans le cas d'un court-circuit. Cette protection secondaire peut prendre la forme d'un fusible réarmable, comme une résistance PPTC (polymère à coefficient de température positif). Quand l'alimentation disparaît et que les conditions sont redevenues normales, le composant reprend automatiquement son état initial. Cette particularité des résistances PPTC sert principalement à protéger les circuits électroniques contre les mauvaises manipulations des utilisateurs. En particulier, elles sont couramment utilisées pour la protection des ports USB. Toutefois, le déclenchement de la protection secondaire suite à un court-circuit est symptomatique d'un défaut majeur de l'électronique. Ce dernier doit être identifié et corrigé avant toute nouvelle utilisation de l'équipement. Cette tâche n'est parfois pas réalisable dans beaucoup de produits grand public. Ajoutons également qu'un composant réarmable a tendance à être un peu plus volumineux que son alter ego à usage unique. Pour ces diverses raisons, un fusible à déclenchement unique ou « jetable » est encore souvent le choix préférentiel pour la protection secondaire des produits grand public alimentés sur batterie. La figure 1 montre un circuit de contrôle de charge typique, avec la protection au secondaire par fusible, d'un pack batterie destiné à un téléphone cellulaire 3G. Une seule référence pour toutes les régions du globe Vishay a recours à ces technologies de fabrication et de conditionnement pour sa série de fusibles MFU. Les dimensions et l'épaisseur obtenues sont réduites, tandis que les spécifications CEI relatives aux fusibles ultra-rapides sont satisfaites. Les membres de la série MFU (figure 2) sont disponibles en boîtier CMS standard 0402, pour un courant nominal s'échelonnant entre 0,5 et 20 A et une tension de 32 V, en boîtiers 0603 et 0805 (0,5 à 5 A, 32 V), ainsi qu'en boîtiers 1206 (0,5 à 6,3 A, 63 V). Comme ils répondent également aux exigences des normes UL, le concepteur n'a besoin de spécifier qu'une seule référence, quelle que soit la région géographique à laquelle la protection secondaire est destinée. Ce qui réduit par là même les coûts d'achat, de logistique, de production et d'approvisionnement des pièces de rechange. De surcroît, ces fusibles étant fabriqués selon les mêmes procédés et avec les mêmes équipements que les résistances à couche mince de précision, ils satisfont eux aussi aux normes CEI 60068 sur les essais d'environnement. Il s'agit notamment, de la CEI 60068-2-78 (Cab) sur l'aptitude des composants évoluant dans des conditions de forte humidité (taux d'humidité relative de 93 %), à une température constante de 40°C et sur une période prescrite de 56 jours. Quant à la CEI 60068-2-14 (Na) et à la CEI 60068-2-6 (Fc), elles sont relatives aux essais de variations rapides de température et de résistance aux vibrations pendant une durée de 6 h. A l'issue de chacun de ces tests, la variation de la résistance doit être dans les limites de 10 % de la valeur nominale à froid du fusible. Ce qui donne une assurance supplémentaire de stabilité opérationnelle, à un prix économique.

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