Modelando el Comportamiento de Disparo de Fusibles Basado en las Características de la Hoja de Datos y las Propiedades del Material del Conductor
Autores: Seidenath, Manuel; Maerz, Martin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Modelando el Comportamiento de Disparo de Fusibles Basado en las Características de la Hoja de Datos y las Propiedades del Material del Conductor
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Simulación
Comportamiento del fusible
Modelo SPICE
Parametrización
Característica tiempo-corriente
Factores térmicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Simular con precisión los fusibles es un desafío porque el comportamiento del fusible se ve afectado por una variedad de factores térmicos y eléctricos. Este documento presenta un modelo de fusible SPICE y su procedimiento de parametrización. El modelo imita el comportamiento físico de la característica tiempo-corriente, incluida la región de transición. Para la parametrización, solo se necesita la característica tiempo-corriente del fusible, su resistencia a temperatura ambiente y la temperatura de fusión del material conductor. La novedad de este modelo de fusible SPICE es la derivación matemática de un factor de corrección basado en la física que considera la dependencia de la temperatura de la conductividad eléctrica del fusible. El factor de corrección se aplica a la característica tiempo-corriente invertida. Se ajusta una red equivalente térmica de Foster de tercer orden a la característica del fusible adaptada utilizando un algoritmo de mínimos cuadrados. Después de una transformación de Foster-Cauer, la red equivalente térmica se integra en el modelo SPICE. Se utiliza LTSpice ejemplar para mostrar y validar el diagrama de cableado del modelo. Las comparaciones muestran una muy buena concordancia con las características de la hoja de datos para una variedad de tipos de fusibles y clasificaciones de corriente. En la región adiabática y de transición, es decir, en tiempos de disparo bajos, el error relativo máximo entre la característica de la hoja de datos y la característica simulada fue consistentemente inferior al 15% y, por lo tanto, dentro de la variación de los parámetros de producción.
Descripción
Simular con precisión los fusibles es un desafío porque el comportamiento del fusible se ve afectado por una variedad de factores térmicos y eléctricos. Este documento presenta un modelo de fusible SPICE y su procedimiento de parametrización. El modelo imita el comportamiento físico de la característica tiempo-corriente, incluida la región de transición. Para la parametrización, solo se necesita la característica tiempo-corriente del fusible, su resistencia a temperatura ambiente y la temperatura de fusión del material conductor. La novedad de este modelo de fusible SPICE es la derivación matemática de un factor de corrección basado en la física que considera la dependencia de la temperatura de la conductividad eléctrica del fusible. El factor de corrección se aplica a la característica tiempo-corriente invertida. Se ajusta una red equivalente térmica de Foster de tercer orden a la característica del fusible adaptada utilizando un algoritmo de mínimos cuadrados. Después de una transformación de Foster-Cauer, la red equivalente térmica se integra en el modelo SPICE. Se utiliza LTSpice ejemplar para mostrar y validar el diagrama de cableado del modelo. Las comparaciones muestran una muy buena concordancia con las características de la hoja de datos para una variedad de tipos de fusibles y clasificaciones de corriente. En la región adiabática y de transición, es decir, en tiempos de disparo bajos, el error relativo máximo entre la característica de la hoja de datos y la característica simulada fue consistentemente inferior al 15% y, por lo tanto, dentro de la variación de los parámetros de producción.