Leistungsfähige SMD-Sicherungen Kfz-Applikationen stellen hohe Anforderungen an neue Produkte

Steigender Elektronikanteil im Auto mit SMD-Sicherungen
Elektronikmodule im Auto kann man mit SMD-Sicherungen vor Ausfällen schützen

Der stetig steigende Elektronikanteil in vernetzten Automobilen macht u.a. SMD-Sicherungen zum Schutz dieser Schaltungen erforderlich. Zugleich gelten in der Automobilindustrie extrem hohe Anforderungen, die Verbesserungen der Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit stetig vorantreiben.

Im Folgenden Ausführungen werden zwei der gebräuchlichsten Arten von Einweg-SMD-Sicherungen kurz beschrieben: Solid-Body-(Chip-)Sicherungen und Wire-in-Air-Sicherungen. Beide Sicherungs-Arten haben ihre Vorteile und kommen deshalb in unterschiedlichen Applikationen zum Einsatz. Ergänzend dazu werden zudem noch die Vor- und Nachteile alternativer Sicherungsstrukturen besprochen. Darauf aufbauend werden die Ergebnisse von Vergleichstests dargestellt, die bei realistischen Betriebs-Szenarien durchgeführt wurden und erkennen lassen, welche Verbesserungen mit der neuesten Generation von SMD-Sicherungen möglich sind.

Steigender Bedarf an besserem Schaltungsschutz

Rückstellbare Sicherungsbauteile sind eine gute Wahl, wenn Überstromzustände auf eine vorübergehende Störung zurückzuführen sind. In vielen Anwendungen jedoch, insbesondere wenn Fehlerströme zu schweren Schäden an anderen Schaltungen oder Systemen führen können, ist die klassische Einwegsicherung immer noch die beste Wahl.

Während in vielen Anwendungen herkömmliche Clip-montierte Glasrohrsicherungen zum Einsatz kommen und Flachsicherungen in Kfz-Anwendungen allgegenwärtig sind, gibt es zudem auch Applikationen im Kraftfahrzeug, bei denen elektronische Funktionseinheiten durch leistungsfähige SMD-Sicherungen geschützt werden sollten. In Frage kommen dabei vor allem elektronische Anwendungen, die im Fahrzeug rauesten Bedingungen wie großen Temperaturschwankungen, Stößen und Vibrationen, Feuchtigkeit, Wasser und Salz ausgesetzt sind. Diese benötigen einen leiterplattenmontierten Schaltungsschutz, der mit der rasanten Zunahme von Elektrofahrzeugen (EV) und Hybrid-Elektrofahrzeugen – zumeist mit leistungsstarken Lithium-Batteriesystemen – katastrophale Ausfälle weitestgehend vermeiden soll. Viele Hersteller entscheiden sich dabei für Schutzbauteile, die in Oberflächenmontage-Technik auf Leiterplatten montiert werden.

Typen von SMD-Sicherungen

Wie bereits erwähnt, konzentriert sich dieser Beitrag auf die gebräuchlichsten Typen von SMD-Sicherungen: Solid-Body- und Wire-in-Air-Sicherungen. In ähnlicher Weise wie Chip-Induktivitäten und mehrschichtige Keramikkondensatoren (MLCCs) werden SMD-Sicherungen in einer Vielzahl von EIA-Standardgehäusen verpackt, deren Größen durch die jeweilige technische Verwendung und die Stromstärken bestimmt werden.

Solid-Body- (Chip-)Sicherungen werden in vielen platzbeschränkten Anwendungen, wie tragbare elektronische Geräte, Unterhaltungssysteme, Festplattenlaufwerke, eingesetzt. Die Strombelastbarkeit liegt typischerweise im Bereich von 125 mA bis zu mehreren Ampere. Diese Bauelemente werden sowohl in schnell schaltenden (Fast-Acting-) und zeitverzögert schaltenden Versionen (Time Lag) angeboten.
Wire-in-Air-Sicherungen (Draht in Luft) finden sich üblicherweise in Anwendungen mit höheren Betriebsströmen, bei denen eine schnell wirkende Auslösung und bessere Lichtbogenunterdrückung erforderlich sind. Zu den Anwendungen gehören Batterieladegeräte, Akkupacks und Schaltungen mit sehr hohen Fehlerströmen und höheren Spannungen.