การป้องกันวงจรเป็นรากฐานของการทำงานของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์อย่างปลอดภัย เมื่อเผชิญกับความเสี่ยงของวงจรเกินพิกัดหรือไฟฟ้าลัดวงจร ควรเลือกอุปกรณ์ป้องกันที่เหมาะสมอย่างไร เบรกเกอร์และฟิวส์เป็นอุปกรณ์ป้องกันวงจรทั่วไปสองชนิด ซึ่งแต่ละชนิดมีข้อดีของตัวเอง การเลือกระหว่างอุปกรณ์ทั้งสองนี้ไม่ใช่แค่การเลือกแบบไบนารีเท่านั้น แต่ต้องมีการประเมินอย่างครอบคลุมโดยพิจารณาจากสถานการณ์การใช้งาน การพิจารณาด้านต้นทุน และข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ
เบรกเกอร์เป็นอุปกรณ์สวิตชิ่งอัตโนมัติที่ขัดจังหวะกระแสไฟอย่างรวดเร็วเมื่อวงจรมีประสบการณ์เกินพิกัดหรือความเครียดที่ผิดปกติ เช่นเดียวกับฟิวส์ เบรกเกอร์สามารถตัดการเชื่อมต่อวงจรในระหว่างสถานการณ์เกินพิกัดหรือไฟฟ้าลัดวงจรได้ อย่างไรก็ตาม ข้อได้เปรียบหลักของเบรกเกอร์คือสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ซึ่งแตกต่างจากฟิวส์ที่ใช้ครั้งเดียว
โดยทั่วไปแล้วเบรกเกอร์จะแบ่งออกเป็นสองประเภท:
เมื่อกระแสไฟเกินความสามารถในการรับกระแสไฟของเบรกเกอร์ หน้าสัมผัสของเบรกเกอร์จะแยกออกจากกันโดยอัตโนมัติเพื่อขัดจังหวะการไหลของกระแสไฟ ซึ่งมักเรียกว่า "ทริป" หลังจากแก้ไขปัญหาแล้ว เบรกเกอร์สามารถรีเซ็ตให้กลับสู่การทำงานปกติได้ หน้าสัมผัสจะยังคงปิดอยู่เว้นแต่จะเกิดข้อผิดพลาดกระแสเกินอีกครั้ง
เบรกเกอร์ไม่ใช่โซลูชันสากล โดยหลักแล้วเบรกเกอร์จะป้องกันวงจรแรงดันไฟฟ้าต่ำและไม่เหมาะสำหรับการเคลียร์ข้อผิดพลาดแรงดันไฟฟ้าสูง นอกจากนี้ เบรกเกอร์ยังไม่ทำงานเป็นตัวป้องกันไฟกระชาก ทำให้ไม่มีประสิทธิภาพในการป้องกันฟ้าผ่าหรือไฟฟ้าลัดวงจรแรงดันไฟฟ้าสูง
ภายใต้สภาวะเกินพิกัดเล็กน้อย เบรกเกอร์อาจใช้เวลานานกว่าในการทริป ในขณะที่ตอบสนองได้เร็วกว่าต่อการเกินพิกัดสูง เบรกเกอร์ที่ทริปจะให้ตัวบ่งชี้สถานะที่ชัดเจน
ความสามารถในการนำกลับมาใช้ใหม่ได้ช่วยลดความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนฟิวส์ที่มีขนาดไม่ถูกต้อง ซึ่งอาจป้องกันการบาดเจ็บส่วนบุคคลหรือความเสียหายของอุปกรณ์ได้ อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้วเบรกเกอร์จะใช้พื้นที่แผงและพื้นที่ภายในมากกว่าฟิวส์ เบรกเกอร์ที่ผิดพลาดอาจต้องเปลี่ยนโดยผู้เชี่ยวชาญ
พิกัดกระแสไฟของเบรกเกอร์มักจะเพิ่มขึ้นในหน่วยที่ใหญ่กว่า (เช่น 4A, 10A, 15A) เมื่อเทียบกับพิกัดมิลลิแอมแปร์ที่แม่นยำของฟิวส์ (เช่น 0.032A, 0.080A) แม้ว่าเบรกเกอร์อาจมีต้นทุนเริ่มต้นที่สูงกว่า แต่ความถี่ในการเปลี่ยนที่ลดลงอาจช่วยลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาในระยะยาวได้
อายุการใช้งานของเบรกเกอร์ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ความเข้มของอาร์ก ระยะเวลาการทริป และความถี่ในการรีเซ็ต เบรกเกอร์บางประเภทมีความไวต่อความผันผวนของอุณหภูมิแวดล้อมน้อยกว่าเมื่อเทียบกับฟิวส์
ฟิวส์เป็นอุปกรณ์ป้องกันวงจรที่เปลี่ยนได้ ซึ่งออกแบบมาเพื่อปกป้องอุปกรณ์และผู้ปฏิบัติงานจากความเสียหายจากการเกินพิกัดของวงจร ฟิวส์ทั่วไปประกอบด้วยลวดโลหะบางหรือแถบที่อยู่ในตัวเรือนแก้วหรือเซรามิก โดยมีขั้วต่อภายนอกที่เชื่อมต่อกับวงจรที่ได้รับการป้องกัน
เมื่อกระแสไฟเกินพิกัดของฟิวส์ ลวดโลหะจะหลอมละลาย ทำให้วงจรขาดและตัดการเชื่อมต่ออุปกรณ์จากแหล่งจ่ายไฟ ซึ่งแตกต่างจากเบรกเกอร์ ฟิวส์ที่ขาดแบบดั้งเดิมต้องเปลี่ยนใหม่ทั้งหมด
ขนาดฟิวส์มาตรฐานสองขนาดครองตลาดโลก: 5×20 มม. (สากล) และ ¼×1¼ นิ้ว (ส่วนใหญ่ในอเมริกาเหนือ) เมื่อเทียบกับเบรกเกอร์ โดยทั่วไปแล้วฟิวส์มีต้นทุนส่วนประกอบที่ต่ำกว่าและเป็นกลไกการป้องกันที่คุ้นเคยสำหรับนักออกแบบและผู้ใช้มากกว่า
สำหรับผลิตภัณฑ์ที่กำหนดเป้าหมายหลายตลาด การเปลี่ยนฟิวส์มักจะง่ายกว่าการปรับเปลี่ยนเบรกเกอร์ แนวทางเชิงกลยุทธ์เกี่ยวข้องกับการใช้ตัวยึดฟิวส์ที่เข้ากันได้กับทั้งมาตรฐานอเมริกาเหนือและมาตรฐานสากล ตัวอย่างเช่น ผลิตภัณฑ์ที่ออกแบบมาสำหรับ 115VAC ในอเมริกาเหนืออาจใช้ฟิวส์ 6A ในขณะที่รุ่น 230VAC สากลอาจใช้ฟิวส์ 3A ในตัวยึดเดียวกัน
ขนาดฟิวส์ 5×20 มม. มีข้อได้เปรียบโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการจัดจำหน่ายทั่วโลก ช่วยลดต้นทุนส่วนประกอบและค่าใช้จ่ายในการบริหาร
เมื่อเลือกระหว่างเบรกเกอร์และฟิวส์ ให้พิจารณาปัจจัยสำคัญเหล่านี้:
การเลือกการป้องกันวงจรยังคงเป็นสิ่งสำคัญในการออกแบบผลิตภัณฑ์ไฟฟ้า เฉพาะผ่านความเข้าใจอย่างละเอียดเกี่ยวกับลักษณะของเบรกเกอร์และฟิวส์—รวมกับการประเมินการใช้งานจริง—นักออกแบบจึงจะสามารถใช้แผนการป้องกันที่ดีที่สุดที่ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานของอุปกรณ์ที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้
