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1、选择保险丝的十 大要素 郑索平 选择保险丝的十个要素 v - 额定电流； v - 额定电压； v - 环境温度； v - 电压降 / 冷电阻； v - 熔断特性: 过载能力， v 时间 / 电流特性； v - 分断能力； v - 熔化热能值； v - 耐久性（寿命）； v - 结构特征： 外形 / 尺寸， v 安装形式； v - 安全认证。 1. 额定电流-In v保险丝的额定电流是指它的公称额定电流, 通常就是电路能 v 够工作的最大电流值。 v v正确选择保险丝的额定电流值, 必须作如下考虑: v例如: 电路的工作电流: Ir = 1.5 A, v UL规格保险丝额定电流应是: In =
2、Ir/Of = 1.5/0.75 = 2A v 这儿的 Ir是电路工作电流,Of 是 UL 规格保险丝的折减率 v 所以应该选择 2A 的保险丝 v 对于 IEC规格保险丝则没有折减率要求, 即: Ir = In v如果特殊的额定电流不是通用的, 应该选最邻近的较高值。 v错误的选泽：把希望保险丝熔断的电流值作为额定电流值 2. 额定电压-Un v保险丝的额定电压是指它的公称额定电压, 通常就是保险丝 v 断开后能够承受的最大电压值。 v保险丝通电时两端所承受的电压大大小于其额定电压，因此 v额定电压基本上无关紧要。 v正确选择保险丝额定电压应该等于或大于电路电压 v 例如: 250V的保险丝
3、可以用于 125V的电路 v 对于低电压的电子应用, 一个交流额定保险丝可以用于直流 v 电路中。 v 关于保险丝的额定电压主要应考虑: 当电路电压不超过熔断 v 器额定电压时, 保险丝是否有能力分断给出的最大电流 v认识的误区：保险丝的额定电压必须跟电路电压一致！ 3. 环境温度 v保险丝所处小环境温度或已知的工作温度, 对保险丝的动作是有 影响的 v环境温度越高, 保险丝的工作时就越热, 其寿命也就越短 v不管是 UL 规格还是 IEC规格, 保险丝的各项指标都是指在 v25 0C ，如小环境工作温度较高，则要考虑保险丝的温度折减 率（见下图）。 v例: 选用快熔断保险丝在 90 0C小环
4、境下和 1.5A 电流下工作, v 参阅下图, 其折减率 (Tf) 是 95%. v若选用 IEC规格保险丝, 那么额定电流就是: v In = In/ Tf = 1.5A/0.95 = 1,58 A 推荐 1.6 A 或 2 A 的保险丝 v若选用UL 规格保险丝 那么额定电流就是: v In = In/OfxTf = 1.5A/0.75x0.95 = 2.1 A 应选 2.5 A 的保险丝 温度折减曲线 图 解: 曲线 A: 传统的慢熔断保险丝 曲线 B: 特快熔断, 快熔断和螺旋式绕制的保险丝 曲线 C: 可恢复 PTC 4. 电压降/冷电阻-Ud/R v一般情况下，保险丝的电阻值与它的
5、额定电流值成反比。 v在保护电路中要求保险丝阻值越小越好，这样它的损耗功率 就小；因此在保险丝技术参数中规定了最大电压降值或冷电 阻值，但不作为产品验收依据。 v保险丝的电压降：通以直流额定电流，使保险丝达到热平衡 v 后所得的读数。 v保险丝的冷电阻：在小于额定电流10%的条件下测得的读数 v保险丝的电压降和冷电阻可以互相换算。 v小规格保险丝的电压降对低压电路的影响较大，务必注意！ v极端情况下由于电阻太大会无法输出需要的工作电流。 5. 熔断特性 v也称作保险丝的时间-电流特性或I-T特性或安秒特性, 是保险丝最 主要的电性能指标，它表明了保险丝在不同过载电流负载下熔断 的时间范围。 v
6、当流经保险丝的电流超过额定电流时, 熔体温度逐渐上升，以至最 后保险丝被烧断,我们把这都归属为一种过载状态。 v保险丝需要有一定的过载能力： v UL规范保险丝的最大不熔断电流是110%In； v IEC规范保险丝的最大不熔断电流是150%In或120%In v保险丝也要求在超过限量的过载电流时能及时地烧断： v UL规范保险丝的最小熔断电流在130%In 左右； v IEC规范保险丝的最小熔断电流在180%In 左右 5. 熔断特性(续) v根据熔断特性不同，可以把保险丝分为快速型和延时型等： v快速保险丝常用在阻性电路中，保护一些对电流变动特别敏 感 的元器件； v延时保险丝常用在电路状态
7、变化时有较大浪涌电流的感性或容性 电路中，它能承受开关机时浪涌脉冲的冲击，而真正出现故障时 仍能较快的断开电路 v每一条曲线代表了一个规格保险丝的熔断特性，对应每一个负载 电流都能找到它的熔断时间。 v不同类型保险丝具有不同形状的特性曲线。 时间-电流特性曲线 时间/电流特性曲线最好地描绘了保险丝的过载性能，供设计师选用 保险丝规格时主要的参考. 时间-电流特性表 % of Ampere Rating Opening Time at 25C Min.Max. 100%4hours 200%1sec.120sec. 300%0.1sec.3sec. 800%0.002sec.0.05sec. 通
8、常规定用曲线中的几个关键点来考核保险丝的过载性能。 对保险丝进行质量评判或验收时的主要依据. 6.分断能力-Ir v分断能力也称为最大分断能力或短路分断能力或遮断电流。 v分断能力是保险丝最主要的安全指标。它表明了在规定的电压下, 保险丝 能安全地切断的最大电流。 v当流经保险丝的电流相当大以至短路的时侯，仍要求保险丝能 安全分断 电路，且不带来任何破坏性。 v当超过额定分断电流值时, 保险丝有可能出现破碎，爆炸，喷 溅，引起 周围人身或其他元器件的燃烧和破坏等不安全现象。 v保险丝的分断能力取决于保险丝的结构和所用的材质, 一般来说低分断能 力保险丝大部份都是玻璃壳体的, 高分断能力保险丝通
9、常有陶瓷壳体, 其 中许多还填充有纯净颗粒状石英材料 v按照常规, 当被保护系统是直接联接到电源输入电路和保险丝被置于电源 输入部份时, 一定要使用高分断能力保险丝. v在大部分二次电路中, 特别是电压低于电源电压时, 选用低分断能力保险 丝就足以能胜任了. 7. 熔化热能值I2t v熔断器的熔化热能值(If2t)是指熔体熔断所需要的能量值, 通常被用 于熔断器承受浪涌能力的技术指标,其中 I为过载电流，t为熔断时 间 v电路中出现浪涌时所释放出来的能量值(Ir2t) v原则: 选用熔断器时必须考虑 If2t Ir2t, 即熔断器的熔化热能应大 于浪涌电流释放的热能 v几种典型波形的It 计算
10、方法(见下图) v熔断器的熔断时间跟电流产生的热量, 散热条件及熔断器的热容特 性等都有关,许多因素都会影响熔断器的熔断时间,所以熔断器在不 同的分断电流或分断时间会有不同的If2t,也就是说 If2t 并不是一个 常数 vIf2t-t 曲线就是反映不同熔断时间时熔断器的If2t值(见下图) 典型波形的Ir2t计算方法 Ia脉冲电流波形, ta脉冲电流持续时间 If2t-t 曲线 能量/时间曲线最好地描绘了保险丝的熔化热能变化情况，供设计师 选用保险丝耐脉冲能力时主要的参考. 耐脉冲冲击次数 v当If2t Ir2t时,熔断器应能承受脉冲的冲击,不会被熔断但会受到一些损伤,从而略 微降低它的 I
11、f2t v通过计算和选择 If2t 和 Ir2t 的关系,可以知道熔断器能够承受的脉冲次数,反过来 说需要熔断器能够承受多少次以上的浪涌冲击,就必须选择熔断器的 If2t 与电路脉 冲的 Ir2t 关系 vAEM 熔断器的 If2t 和 Ir2t 的大概关系 Ir2t = 30% If2t 100,000次 Ir2t = 38% If2t 10,000次 Ir2t = 48% If2t 1,000次 vLittelfuse保险丝的 If2t 和 Ir2t 的大概关系 v Ir2t = 22% If2t 100,000次 Ir2t = 29% If2t 10,000次 Ir2t = 38% If
12、2t 1,000次 8. 耐久性/寿命 v保险丝的寿命是很长的，在无故障的情况下几乎与设备的寿 命是可以同步的 v测试 IEC 规格的小型管状保险丝寿命的方法：在直流电源条件 下，以1.20 In（或1.05 In）电流导通一小时，断开15分钟，连 续100个周期，最后再以1.5 In(或1.15 In) 电流导通一小时，期 间不能有熔断或其他异常现象。 v保险丝的储存期，在正常条件下不少于两年，到期经复检合格后 可再行储存。 9. 结构特征和安装形式 v结构特征 v管状：玻璃管-低分断能力，陶瓷管-高分断能力； 填充细粒石英沙-用于灭弧，玻璃管变色-熔断指示； 内焊式与外焊式； 加引线套帽-
13、用于焊接(有时需先将引线成型) . . v微型：电阻式，晶体管式，薄膜式 . . v片式：薄膜式，多层独石，电阻式 . . v其他：插片式，螺栓式，密封式，报警式 . . v熔体结构：圆丝，扁丝，单丝，双丝，复合丝； 直线状，波浪状，锯齿状； 片状熔体（带一个或多个瓶颈部份） 组合熔体：熔丝缠绕，加锡球，加金属片，电阻等 10. 安全认证 v保险丝是一种安全元件，它的质量直接关系到人身和财产的 安全。作为一个安全元件必需经过有关机构的认证, 才能生 产，销售和使用。许多国家（地区）都对保险丝有各自的认 证要求, 经过认证并具有相应标记的保险丝才会被允许进入 该国（地区）市场. v常用主要安全认证: vIEC规格：英国BSI 德国VDE 瑞典SEMKO 中国CCC vUL规格： 美国UL列表/UR认可 加拿大CSA v其他规格：日本PSE 欢迎提问和交流！
