Fusing Resistors
Edutorial DARE!!
Het gebruik van zogenaamde Fusing Resistors (of Fuse Resistors) in plaats van zekeringen komt steeds vaker voor. Fuse Resistors, ook wel zelfherstellende zekeringen genoemd, zijn namelijk goedkoop en hoeven na een overbelasting niet, zoals gewone zekeringen, vervangen te worden. De meeste, onder de laagspanningsrichtlijn geharmoniseerde, normen beschrijven dit type component echter niet. De vraag is dan ook: Mogen zelfherstellende zekeringen wel als veiligheidscomponent worden toegepast?
Met name binnen de normontwikkelgroep TC108 (EN 60065, EN 60950-1 en IEC 62368-1) is al geruime tijd een discussie gaande over juist deze vraag. In Nederland houdt ook de Nederlandse Voedsel- en Warenauthoriteit (NVWA) zich met dit onderwerp bezig.
In de praktijk blijkt dat Fusing Resistors niet altijd veilig zijn en onder andere brand tot gevolg kunnen hebben. De NVWA heeft hiervan helaas al de nodige voorbeelden voorbij zien komen.
Een goede, veilige zekering voldoet aan de EN-IEC 60127-1:2006. Afhankelijk van het type kunnen sub delen van de EN-IEC 60127 ook nog van toepassing zijn. Een Fusing Resistor blijkt echter niet aan deze norm(en) te voldoen. Een bijkomend gevaar is dat het verschil tussen een gewone weerstand en Fusing Resistor lang niet altijd even duidelijk is. In dat geval moet de datasheet dan uitsluitsel geven en zelfs dan is het nog lang niet altijd duidelijk. Het is dus oppassen met de selectie en inkoop van deze componenten.
In mei 2014 is over het gebruik van Fusing Resistors een informatie/aanbevelingsdocument door Low Voltage Directive Administrative Co-operation Working Group (LVD AdCo) gepubliceerd. Ofschoon het om een advies gaat, is het verstandig om met deze aanbeveling rekening te houden.
De Amerikaanse UL 1412 norm (Fusing Resistors and Temperature-Limited Resistors for Radio- and Television- Type Appliances) beschrijft eveneens eisen waaraan Fusing Resistors moeten voldoen en hoe te gebruiken. Deze norm beperkt zich echter tot audio- en videoapparatuur. Fusing Resistors worden echter veel breder in gezet. Wanneer een fabrikant van Fusing Resistors aangeeft (en dit aan kan tonen) dat het component voldoet aan de UL 1412, is dat nog steeds onvoldoende bewijs dat dit component veilig gebruikt kan worden in andere applicaties.
Wanneer toch Fusing Resistors ter beveiliging gebruikt worden, dient in het technisch dossier van het betreffende product voldoende bewijs aanwezig te zijn waarmee de veiligheid bewezen wordt. Zo zullen naast de datasheet(s) ook testresultaten van 'enkel-fout condities' aanwezig moeten zijn, waaruit blijkt dat er door de toepassing van de Fusing Resistors geen extra gevaar kan ontstaan. Ook is het verstandig om door middel van een risico beoordeling de veiligheid tijdens normaal gebruik en tijdens enkel-fout condities te analyseren.
Bij gebruik van Fusing Resistors zal DARE!! Measurements deze additionele bewijsvoering meenemen in de productveiligheid onderzoek. Belangrijk aspect hierbij is dat de Fusing Resistor altijd binnen zijn specificaties gebruikt wordt. Dus zowel bij normaal gebruik als tijdens een enkel-fout conditie.
In het geval van een Fusing Resistor zijn twee werkgebieden te onderscheiden:
Het werkgebied onder normale conditie (groene gebied) geeft aan dat de Fusing Resistor gedurende een onbeperkte tijd tot een bepaald maximum vermogen veilig belastbaar is. Ontstaat er een kortsluiting in het product dan wordt het kortsluitvermogen van belang. Indien de juiste Fusing Resistor gebruikt is, zal de Fusing Resistor, conform in het blauwe gebied de zogenaamde "Reactive area" binnen een gedefinieerde tijd, veilig doorbranden.
Fusing Resistors kennen echter twee 'ongedefinieerde' gebieden. Wanneer sprekend over een relatief klein vermogen welke hoger is dan het maximale nominale vermogen (gearceerde rode gebied) kan de Fusing Resistor heet worden met negatieve gevolgen van dien. Zo zijn er voorbeelden bekend waarbij de Fusing Resistor dermate heet werd dat deze uit zijn soldeerverbinding smolt.
Een andere gevaarlijke gebied is wanneer het (kostsluit-)vermogen de-mate groot is dat dit buiten de specificaties van de Fusing Resistor valt (rechter rode gebied). In dat geval kan de Fusing Resistor letterlijk exploderen.
Zorgvuldige keuze van een Fusing Resistor is dus van essentieel belang voor het ontwerpen van een veilig product.