Überstromschutz für Speisungen übers Ethernetkabel (PoE) Strom und Informationen über ein einziges Kabel zu übertragen, ist genial und einfach

– eine Plug&Play-Lösung. Die IEEE arbeitet an einem neuen Standard PoE++, der die

Speisung von Endgeräten mit bis zu 60 Watt definiert. Bei hohen Strömen steigt die

Brandgefahr. Daher ist es unerlässlich, die Elektronik vor Überstrom zu schützen.

SCHURTER bietet dazu die passenden Sicherungen.

Datennetzwerke mit Ethernet-Standard sind weltweit verbreitet. An den Netzwerken hän-gen beispielsweise Sensoren, IP-Telefone, Kartenlesegeräte, fernsteuerbare Webcams, Point-of-Sales-Terminale, kleine Hubs und Server. Die Datenrate stieg seit Einführung des Standards kontinuierlich an und erreicht heute bis 100 Gigabit pro Sekunde. Verdrillte Draht-paare garantieren eine sichere Daten-übertragung auch über längere Strecken. Das Ethernet-Kabel versorgt zunehmend auch die Endgeräte mit Strom: Daten und Speisung über ein einziges Kabel. Dies spart die Installation von Stromkabeln und Netzteilen. Es macht unabhängig von Steckdosen des 220-V-Netzes. Die Leitungen mit Speisung dürfen bis 100 Meter lang sein. Dies erlaubt, Verbraucher dort zu installieren, wo Strom-kabel nicht erwünscht oder zugelassen sind. Zudem können mit dieser Art Speisung dank intelligentem Power-Management nicht benötigte Geräte ausser Betrieb gesetzt werden, um Strom zu sparen. Die Installation von Ethernet-Kabeln erfordert kein für Elektrik geschultes Fachpersonal, da die Speisung unter 50 V liegt.

IP-Telefon - einfach über Ethernet-Kabel anzuschliessen und mit Strom zu ver-sorgen (Quelle: shutterstock)

Standard IEEE 802.3Der Standard zur Bündelung von Daten- und Stromübertragung besteht seit 2003. Es gibt zwei Varianten davon:

IEEE 802.3af-2003 beschränkt die Leistungs-aufnahme eines gespeisten Geräts (Powered Device, PD) auf 12.95 W oder 360 mA. Dazu muss das speisende Gerät (Power Sourcing Equipment, PSE) 15.4 W oder 400 mA liefern. Die Eingangsspannung liegt bei mindestens 44 und maximal 57 VDC (siehe Abb 1).

Abb. 1: Standardkonfiguration PoE und PoE+: je 2 getrennte Aderpaare für Power und Signal. Chip-Sicherungen (F) schüt-zen die Elektronik einfach und sicher vor Überstrom (Quelle: SCHURTER AG)

Bei der IEEE 802.3at-2009 kann ein PSE 30 W oder 600 mA liefern und ein PD bis 21.9 W Leistung ziehen. Dabei wird Strom über alle vier Kabelpaare geführt. Die Eingangsspannung beträgt mindestens 50 und maximal 57 VDC (siehe Abb. 2).

Abb. 2: Maximale Leistung mit PoE++ bis 90 W über 4 Aderpaare: 2 x Power + Signal und 2 x Power (Quelle: SCHURTER AG)

Die IEEE arbeitet an einem neuen Standard, PoE++ genannt. Dieser spezifiziert Leistungen bis 60 W und sieht ein Ausbaupotenzial bis 90 W vor.

Mehr Leistung bedeutet aber immer auch ein höheres Risiko. Denn die Erwärmung der Adern wird grösser. Die passenden Komponenten müssen daher sorgfältig ausgewählt werden. Wer aber bestehende Standards konsequent beachtet, hat das Problem der Erwärmung im Griff.

ÜberstromschutzJe höher der Strom, desto schneller entstehen bei einer Fehlfunktion Brände. Geeignete Schutzelemente gegen Überstrom müssen sowohl im PSE als auch im PD eingebaut sein (Siehe Abb. 1 und 2).

Die einfachste, kostengünstigste und zu-verlässigste Lösung beim Schutz vor Über-strom bildet eine Schmelzsicherung. Chip-Sicherungen beanspruchen zudem sehr wenig Platz. Die Chip-Sicherung USF 0603 von SCHURTER ist die ideale Sicherung für PoE-Anwendungen. Die Dünnfilm-Sicherung USF 0603 ist lediglich 1.6 mm lang, 0.8 mm breit und bloss 0.6 mm hoch. Sie bietet einen Überstromschutz in superflinker Charakte-ristik im Nennstrombereich von 500 mA bis 5 A. Die Nennspannung liegt zwischen 32 und 63 VDC. Sie zeichnet sich durch ein Aus-schaltvermögen von 50 A bei 32 V über den gesamten Nennstrombereich aus. Ein solches Ausschaltvermögen ist bei dieser Siche-rungsgrösse bisher unübertroffen. Auch ihr Spannungsabfall von niedrigen 65 mV macht sie einzigartig. Zudem weist sie dank ihres Aufbaus in Planartechnik keinen Impedanz-sprung auf. Damit garantiert sie eine bessere Signalqualität und höhere Signalraten. Die USF 0603 hat eine zulässige Umgebungs-temperatur von 90 °C. Sie ist nach UL 248-1 zugelassen. Eine gut sichtbare Buchstaben-markierung erlaubt die visuelle Identifikation des Nennstroms. Sie wird in automaten-

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DC/DCConverter

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Geräteschutz

gerechter Verpackung nach EIA-RS481 beziehungsweise IEC 60286-3 zu 5'000 und 15'000 Stück pro Rolle geliefert.

Weitere Sicherungen, die sich für den Überstromschutz bei PoE-Anwendungen anbieten: USFF 1206 und USF 1206 (siehe Tabelle 1). Alle genannten Sicherungen sind nach CURus zugelassen.

Die winzige Chip-Sicherung USF 1206 schützt Elektronik einfach und sicher (Quelle: SCHURTER AG)

Hauptsitz Luzern

KundennäheSCHURTER ist Ihr kompetenter Partner zum Thema Schaltkreisschutz. SCHURTER unter-stützt seine Kunden mit breitem Wissen. Und wo das Standardprodukt nicht genügt, da erarbeitet SCHURTER gerne eine kunden-spezifische Lösung.

UnternehmenSCHURTER ist ein weltweit führender Inno- vator und Produzent von Elektro- und Elektro- nikkomponenten. Im Zentrum stehen die sichere Stromzuführung und die einfache Be- dienung von Geräten. Die grosse Produkt-palette umfasst Standardlösungen in den Bereichen Geräteschutz, Gerätestecker und -verbindungen, EMV-Produkte, Schalter, Ein-gabesysteme und Elektronikdienstleistungen. Das weltweite Netz der Vertretungen garantiert zuverlässige Lieferungen und einen profes-sionellen Service.

HauptsitzDivision ComponentsSCHURTER Group

SCHURTER AGWerkhofstrasse 8-12Postfach6002 LuzernSchweizschurter.com

KontaktAsien-PazifikT +65 6291 2111info@schurter.com.sg

Europa (Hauptsitz)T +41 41 369 31 11contact@schurter.ch

USAT +1 707 636 3000info@schurterinc.com

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Sekundärschutz

USF 0603 USF 1206 USFF 1206

Nennspannung32 VAC32-63 VDC

32-125 VAC63-125 VDC

125 VAC63 VDC

Nennstrom 0.5-5 A 0.375-4 A 0.05-0.25 A

Ausschaltvermögen 50 A 50-600 A 100 A

Charakteristik Superflink FF Superflink FF Superflink FF

Abmessungen [mm] 1.6x0.8 3.2x1.6 3.2x1.6

Zulassungen CURus CURus CURus

Tabelle 1: Schmelzsicherungen sind der ideale Überstromschutz. SCHURTER bietet die geeignete Sicherung für jede PoE-Anwendung

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Geräteschutz

Grössere Sicherheit und längere Akkulaufzeiten für autonome GeräteVerlustarme Präzisionssicherungen von SCHURTER

Die Palette akkubetriebener Geräte reicht von leistungsstarken Werkzeugen für Hand-

werker über Sensoren für die Raumüberwachung bis zu lebenserhaltenden medizin-

technischen Hilfsmitteln. Die Sicherheit solcher Geräte stellt eine Herausforderung dar.

SCHURTER bietet zur Sicherung autonomer Geräte zwei SMD-Sicherungen mit niedriger

Verlustleistung und enger Toleranz bei der Auslösezeit an.

Mehrere Milliarden Lithium-Ionen-Akkus wurden 2010 produziert. Gleichzeitig vergrössert sich auch die Zahl der Anwendungsfelder. Akku-betriebene Geräte sind heute allgegenwärtig. Doch so nützlich die kleinen Helfer sind, sie stellen immer auch Gefahrenquellen dar. Jedes Gerät kann in Brand geraten oder ein Über-strom seine Elektronik beschädigen. In einigen Fällen, zum Beispiel in der Medizintechnik, steht sogar schon bei kurzen Fehlfunktionen die Ge-sundheit der Patienten auf dem Spiel.

Abb. 1: Hörgerät

Sicherer ÜberstromschutzViele Schäden lassen sich durch einen wirk-samen Überstromschutz vermeiden. Im Prin-zip genügt dazu eine Sicherung. Doch so unscheinbar das Bauteil auf den ersten Blick scheint, wenn es in Insulinpumpen, Hörgerä-ten oder Blutzuckermessgeräten effizient und effektiv für Sicherheit sorgen soll, muss es eine ganze Reihe anspruchsvoller Anforderungen erfüllen.

Abb. 2: Insulinpumpe

In Sachen Sicherheitstechnik gehört eine kurze und präzis definierte Reaktionszeit bei Stö-rungen dazu, aber auch die Zuverlässigkeit in einem breiten Temperaturbereich und beides über die gesamte Lebensdauer des Geräts. Darüber hinaus müssen die typischen Rand-bedingungen autonomer Geräte berücksich-tigt werden. Im Zentrum stehen dabei nied-riger Energieverbrauch, kleine Bauform und ein attraktives Preis-Leistungsverhältnis. Hinzu kommen weitere gewünschte Merkmale, zum Beispiel im Hinblick auf die Recyclierbarkeit.

Abb. 3: Blutzuckermessgerät

Grundsätzlich lässt sich der Überstromschutz auch mit einer aktiven Lösung realisieren. Die SMD-Sicherungen von SCHURTER können eine solche Lösung jedoch mit klaren Vorteilen ersetzen.

SMD-Sicherungen USF 0402 und USFF 1206Eine Sicherung – insbesondere eine Schmelz-sicherung – ist im Vergleich zu einer aktiven Lösung deutlich zuverlässiger. Zudem benötigt sie wenig Platz und ist auch preislich attraktiv. Bei der Verlustleistung und der Reaktionszeit unterscheiden sich die auf dem Markt angebo-tenen Sicherungen deutlich. Die beiden SMD-Sicherungen USF 0402 und USFF 1206 von SCHURTER weisen in diesen beiden Punkten Werte auf, die sie zur optimalen Lösung beim Überstromschutz für akkubetriebene Geräte machen.

Beide Sicherungen sind als Überstromschutz für Sekundärschaltkreise entwickelt worden. Bei der USF 0402 liegt der Nennstrombereich zwischen 375 mA und 5 A, die Nennspannung bei 32 VDC bis 4 A und bei 24 VDC bis 5 A. Das Ausschaltvermögen beträgt 35 A bei Nenn-spannung. Die USFF 1206 wurde für kleinere Nennströme von 50 bis 250 mA entwickelt. Die Nennspannung beträgt 63 VDC, das Aus-schaltvermögen 100 A.

Abb. 4: Superflinke SMD-Sicherung USF 0402, 1,05 x 0,55 mm, mit Nennströmen von 375 mA bis 5 A

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Geräteschutz

Abb. 5: Superflinke SMD-Sicherung USFF 1206, 3,2 mm x 1,6 mm, mit Nennströmen von 5 bis 250 mA

Niedrige VerlustleistungDie erste Eigenschaft der beiden Sicherungen, die sich von handelsüblichen Produkten unter-scheidet, ist ihre niedrige Verlustleistung. Die USFF 1206, 200-mA-Ausführung, verfügt zum Beispiel bei Nennstrom über einen Spannungs-abfall von 87 mV. Dieser Wert ist mindestens dreimal kleiner als bei anderen Produkten im Markt. Bei der USF 0402 liegt der Spannungs-abfall der 1A-Variante bei Nennstrom bei 65 mV. Möglich macht dies der spezielle Aufbau. Ihr Schmelzdraht ist lediglich einige Mikrometer dünn und besteht aus einer speziellen Metall-legierung. Im Fall der USF 0402 ist er von einem speziellen Epoxidharz umhüllt. Bei der etwas grösseren USFF 1206 befindet er sich in Luft. Beides verhindert die Abgabe von Wärme und senkt so die Verlustleistung.

Niedrige Toleranz bei der AuslösezeitDie zweite differenzierende Eigenschaft ist die niedrige Toleranz bei der Auslösezeit. Die Norm UL 248-14 sieht etwa bei der USFF 1206 eine Auslösezeit bei 10-fachem Nennstrom zwi-schen 0,1 und 1 Millisekunde vor. Bei der USFF ist aber die Bandbreite deutlich niedriger: Bei einer typischen Auslösezeit von 0,5 Millisekun-den reagiert die Sicherung in einem Toleranz-band zwischen 0,4 und 0,6 Millisekunden.

Die USF 0402 und die USFF 1206 sind derzeit die einzigen Sicherungen in ihrer Bauform, de-ren Auslösung mit einer solch hohen Präzision stattfindet.

Abb. 6: Präzises Auslösefenster bei 10-fachem Nennstrom

Klare Vorteile der SicherungDie Genauigkeit der Auslösezeit erhöht die Sicherheit für Nutzer, Umgebung und das Gerät selbst. Beide SMD-Sicherungen erlauben, auf aktive Schutzschaltungen zu verzichten, was sich positiv auf Kosten, Grösse und Akkulauf-zeit des betreffenden Geräts auswirkt.

Die niedrige Verlustleistung und die niedrige Toleranz bei der Auslösezeit gelten über den gesamten definierten Temperaturbereich. Zu-dem weisen sie eine lange Lebensdauer auf. Insbesondere verändern sich ihre Leistungs-merkmale nicht bei Pulsbelastung. Die Siche-rungen können deswegen auch im Pulsbetrieb, etwa in Geräten mit elektronisch kommutierten Motoren, eingesetzt werden.

Stetige WeiterentwicklungIn den vergangenen Jahren hat SCHURTER das Know-how zu den beiden neuartigen Sicherungen laufend ausgebaut. Mit diesem Wissen unterstützt das Unternehmen gerne seine Kunden. Zudem sind auch massge-schneiderte Lösungen möglich, etwa Varianten der beiden Sicherungen in Stromstärken aus-serhalb der E-Reihe.

Eine detaillierte Produktübersicht erhalten Sie auf unserer Homepage:www.schurter.com/pg01_2

Product MarketingDivision ComponentsSCHURTER GroupWerkhofstrasse 8-12PostfachCH-6002 Luzerncontact@schurter.chwww.schurter.com

Technische Daten

USF 0402 USFF 1206

Nennspannung 24 - 32 VDC 125 VAC, 36 VDC

Nennstrom 0,375 - 5 A 0,050 - 0,250 A

Ausschaltvermögen 35 A 100 A

Charakteristik Superflink FF Superflink FF

Montage Leiterplatte, SMT Leiterplatte, SMT

Abmessungen(L × B × H in mm)

1,1 × 0,6 × 0,5 3,2 × 1,6 × 1,6

Zulassungen UL 248 - 14 UL 248 - 14

Spannungsabfall bei Nennstrom

52 - 70 mV 75 - 95 mV 450 mV bei 50 mA

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UNTERNEHMENDer Fortschritt bei den Sicherungen ist kein Zufall. SCHURTER ist heute ein internatio-nal führender Innovator und Hersteller eines Produktportfolios, zu dem Sicherungen gehören, aber auch Gerätestecker, Geräte-schutzschalter, Eingabesysteme und EMV-Produkte. Zudem agiert das Unternehmen als Dienstleister für die Leiterplattenbestü-ckung der Elektronikindustrie.

Kunden von SCHURTER sind Hersteller von Computer- und Peripheriegeräten, Apparaten, Instrumenten, Geräten der Telekommunikationsindustrie sowie Unter-nehmen aus dem Anlagenbau, der Medi-zinaltechnik, der Industrieautomation, der erneuerbaren Energietechnik, der Luft- und Raumfahrt und Produzenten von Hobby-, Haushalt- und Gartengeräten.