快速熔斷器主要用于半導(dǎo)體整流元件或整流裝置的短路保護(hù)。由于半導(dǎo)體元件的過(guò)載能力很低。只能在極短時(shí)間內(nèi)承受較大的過(guò)載電流，因此要求短路保護(hù)具有快速熔斷的能力?？焖偃蹟嗥鞯慕Y(jié)構(gòu)和有填料封閉式熔斷器基本相同，但熔體材料和形狀不同，它是以銀片沖制的有V形深槽的變截面熔體。

保險(xiǎn)絲的選型及設(shè)計(jì)實(shí)例分析
摘要： 保險(xiǎn)絲被應(yīng)用在各種各樣的電子設(shè)備中，為設(shè)備的使用豎起一道安全的屏障。保險(xiǎn)絲的原理相信大家都已經(jīng)很熟悉了，但是保險(xiǎn)絲在選型時(shí)該注意哪些因素，在實(shí)際產(chǎn)品中該怎樣應(yīng)用？這些都是本次大講臺(tái)將要講解的內(nèi)容。
關(guān)鍵詞：額定電壓執(zhí)行器工作溫度熔體浪涌
Abstract：
Key words :
保險(xiǎn)絲選型所需的參數(shù)

1. 額定電流---In

保險(xiǎn)絲的額定電流是指它的公稱(chēng)額定電流, 通常就是電路能 夠工作的大電流值。正確選擇保險(xiǎn)絲的額定電流值, 作如下考慮:

例如: 電路的工作電流: Ir = 1.5 A,UL規(guī)格保險(xiǎn)絲額定電流應(yīng)是: In = Ir/Of = 1.5/0.75 = 2A。

這兒的 Ir是電路工作電流,Of 是 UL 規(guī)格保險(xiǎn)絲的折減率，所以應(yīng)該選擇 2A 的保險(xiǎn)絲，對(duì)于IEC規(guī)格保險(xiǎn)絲則沒(méi)有折減率要求，即: Ir = In。

如果特殊的額定電流不是通用的, 應(yīng)該選鄰近的較高值。

錯(cuò)誤的選澤：把希望保險(xiǎn)絲熔斷的電流值作為額定電流值。

2. 額定電壓---Un

保險(xiǎn)絲的額定電壓是指它的公稱(chēng)額定電壓, 通常就是保險(xiǎn)絲斷開(kāi)后能夠承受的大電壓值保險(xiǎn)絲通電時(shí)兩端所承受的電壓大大小于其額定電壓，因此額定電壓基本上無(wú)關(guān)緊要。

正確選擇保險(xiǎn)絲額定電壓應(yīng)該等于或大于電路電壓。

例如: 250V的保險(xiǎn)絲可以用于 125V的電路。

對(duì)于低電壓的電子應(yīng)用, 一個(gè)交流額定保險(xiǎn)絲可以用于直流電路中?！　?br />
關(guān)于保險(xiǎn)絲的額定電壓主要應(yīng)考慮: 當(dāng)電路電壓不超過(guò)熔斷器額定電壓時(shí), 保險(xiǎn)絲是否有能力分?jǐn)嘟o出的大電流。

認(rèn)識(shí)的誤區(qū)：保險(xiǎn)絲的額定電壓跟電路電壓一致！

3. 環(huán)境溫度

保險(xiǎn)絲所處小環(huán)境溫度或已知的工作溫度, 對(duì)保險(xiǎn)絲的動(dòng)作是有影響的環(huán)境溫度越高, 保險(xiǎn)絲的工作時(shí)就越熱, 其壽命也就越短不管是 UL 規(guī)格還是 IEC規(guī)格, 保險(xiǎn)絲的各項(xiàng)指標(biāo)都是指在25 0C ，如小環(huán)境工作溫度較高，則要考慮保險(xiǎn)絲的溫度折減率（見(jiàn)圖1）。

例: 選用快熔斷保險(xiǎn)絲在90 0C小環(huán)境下和 1.5A 電流下工作,參閱下圖, 其折減率 (Tf) 是95%。

若選用 IEC規(guī)格保險(xiǎn)絲, 那么額定電流就是:In=In/ Tf=1.5A/0.95= 1,58 A 推薦1.6A或2A的保險(xiǎn)絲；

若選用UL規(guī)格保險(xiǎn)絲 那么額定電流就是: In=In/OfxTf=1.5A/0.75x0.95=2.1A 應(yīng)選2.5A的保險(xiǎn)絲。


曲線(xiàn)A: 傳統(tǒng)的慢熔斷保險(xiǎn)絲 曲線(xiàn)B: 特快熔斷, 快熔斷和螺旋式繞制的保險(xiǎn)絲 曲線(xiàn)C: 可恢復(fù)PTC
圖1 曲線(xiàn)A: 傳統(tǒng)的慢熔斷保險(xiǎn)絲 曲線(xiàn)B: 特快熔斷, 快熔斷和螺旋式繞制的保險(xiǎn)絲 曲線(xiàn)C: 可恢復(fù)PTC

4. 電壓降/冷電阻---Ud/R

一般情況下，保險(xiǎn)絲的電阻值與它的額定電流值成反比。在保護(hù)電路中要求保險(xiǎn)絲阻值越小越好，這樣它的損耗功率就小；因此在保險(xiǎn)絲技術(shù)參數(shù)中規(guī)定了大電壓降值或冷電阻值，但不作為產(chǎn)品驗(yàn)收依據(jù)。

保險(xiǎn)絲的電壓降：通以直流額定電流，使保險(xiǎn)絲達(dá)到熱平衡后所得的讀數(shù)。　　
保險(xiǎn)絲的冷電阻：在小于額定電流10%的條件下測(cè)得的讀數(shù)。保險(xiǎn)絲的電壓降和冷電阻可以互相換算。小規(guī)格保險(xiǎn)絲的電壓降對(duì)低壓電路的影響較大，務(wù)必注意，極端情況下由于電阻太大會(huì)無(wú)法輸出需要的工作電流。

5. 熔斷特性

也稱(chēng)作保險(xiǎn)絲的時(shí)間-電流特性或I-T特性或安秒特性, 是保險(xiǎn)絲主要的電性能指標(biāo)，它表明了保險(xiǎn)絲在不同過(guò)載電流負(fù)載下熔斷的時(shí)間范圍?！　?br />
當(dāng)流經(jīng)保險(xiǎn)絲的電流超過(guò)額定電流時(shí), 熔體溫度逐漸上升，以至后保險(xiǎn)絲被燒斷,我們把這都?xì)w屬為一種過(guò)載狀態(tài)?！　?br />
保險(xiǎn)絲需要有一定的過(guò)載能力：UL規(guī)范保險(xiǎn)絲的大不熔斷電流是110%In；　IEC規(guī)范保險(xiǎn)絲的大不熔斷電流是150%In或120%In保險(xiǎn)絲也要求在超過(guò)的過(guò)載電流時(shí)能及時(shí)地?zé)龜啵篣L規(guī)范保險(xiǎn)絲的小熔斷電流在130%In 左右； IEC規(guī)范保險(xiǎn)絲的小熔斷電流在180%In 左右；

根據(jù)熔斷特性不同，可以把保險(xiǎn)絲分為快速型和延時(shí)型等：快速保險(xiǎn)絲常用在阻性電路中，保護(hù)一些對(duì)電流變動(dòng)特別敏感的元器件；延時(shí)保險(xiǎn)絲常用在電路狀態(tài)變化時(shí)有較大浪涌電流的感性或容性電路中，它能承受開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)浪涌脈沖的沖擊，而真正出現(xiàn)故障時(shí)仍能較快的斷開(kāi)電路每一條曲線(xiàn)代表了一個(gè)規(guī)格保險(xiǎn)絲的熔斷特性，對(duì)應(yīng)每一個(gè)負(fù)載電流都能找到它的熔斷時(shí)間。不同類(lèi)型保險(xiǎn)絲具有不同形狀的特性曲線(xiàn)。


時(shí)間/電流特性曲線(xiàn)好地描繪了保險(xiǎn)絲的過(guò)載性能，供設(shè)計(jì)師選用保險(xiǎn)絲規(guī)格時(shí)主要的參考
圖2 時(shí)間/電流特性曲線(xiàn)好地描繪了保險(xiǎn)絲的過(guò)載性能，供設(shè)計(jì)師選用保險(xiǎn)絲規(guī)格時(shí)主要的參考

時(shí)間-電流特性表



6.分?jǐn)嗄芰?--Ir

分?jǐn)嗄芰σ卜Q(chēng)為大分?jǐn)嗄芰蚨搪贩謹(jǐn)嗄芰蛘跀嚯娏鳌?br />
分?jǐn)嗄芰κ潜ｋU(xiǎn)絲主要的安全指標(biāo)。它表明了在規(guī)定的電壓下, 保險(xiǎn)絲能安全地切斷的大電流。

當(dāng)流經(jīng)保險(xiǎn)絲的電流相當(dāng)大以至短路的時(shí)侯，仍要求保險(xiǎn)絲能 安全分?jǐn)嚯娐?，且不帶?lái)任何破壞性。

當(dāng)超過(guò)額定分?jǐn)嚯娏髦禃r(shí), 保險(xiǎn)絲有可能出現(xiàn)破碎，爆炸，噴 濺，引起周?chē)松砘蚱渌骷娜紵推茐牡炔话踩F(xiàn)象。

保險(xiǎn)絲的分?jǐn)嗄芰θQ于保險(xiǎn)絲的結(jié)構(gòu)和所用的材質(zhì), 一般來(lái)說(shuō)低分?jǐn)嗄芰ΡｋU(xiǎn)絲大部份都是玻璃殼體的, 高分?jǐn)嗄芰ΡｋU(xiǎn)絲通常有陶瓷殼體, 其中許多還填充有純凈顆粒狀石英材料按照常規(guī), 當(dāng)被保護(hù)系統(tǒng)是直接聯(lián)接到電源輸入電路和保險(xiǎn)絲被置于電源輸入部份時(shí), 一定要使用高分?jǐn)嗄芰ΡｋU(xiǎn)絲。 　　
在大部分二次電路中, 特別是電壓低于電源電壓時(shí), 選用低分?jǐn)嗄芰ΡｋU(xiǎn)絲就足以能勝任了.

7. 熔化熱能值—I2t

熔斷器的熔化熱能值(If2t)是指熔體熔斷所需要的能量值, 通常被用于熔斷器承受浪涌能力的技術(shù)指標(biāo),其中 I為過(guò)載電流，t為熔斷時(shí)間電路中出現(xiàn)浪涌時(shí)所釋放出來(lái)的能量值(Ir2t)

原則: 選用熔斷器時(shí)考慮 If2t > Ir2t, 即熔斷器的熔化熱能應(yīng)大于浪涌電流釋放的熱能 幾種典型波形的I2t 計(jì)算方法(見(jiàn)下圖)熔斷器的熔斷時(shí)間跟電流產(chǎn)生的熱量, 散熱條件及熔斷器的熱容特性等都有關(guān),許多因素都會(huì)影響熔斷器的熔斷時(shí)間,所以熔斷器在不同的分?jǐn)嚯娏骰蚍謹(jǐn)鄷r(shí)間會(huì)有不同的If2t,也就是說(shuō) If2t 并不是一個(gè)常數(shù)If2t-t 曲線(xiàn)就是反映不同熔斷時(shí)間時(shí)熔斷器的If2t值(見(jiàn)圖3)


Ia—脈沖電流波形, ta—脈沖電流持續(xù)時(shí)間
圖3 Ia—脈沖電流波形, ta—脈沖電流持續(xù)時(shí)間


能量/時(shí)間曲線(xiàn)好地描繪了保險(xiǎn)絲的熔化熱能變化情況，供設(shè)計(jì)師選用保險(xiǎn)絲耐脈沖能力時(shí)主要的參考
圖4 能量/時(shí)間曲線(xiàn)好地描繪了保險(xiǎn)絲的熔化熱能變化情況，供設(shè)計(jì)師選用保險(xiǎn)絲耐脈沖能力時(shí)主要的參考

耐脈沖沖擊次數(shù)

當(dāng)If2t > Ir2t時(shí),熔斷器應(yīng)能承受脈沖的沖擊,不會(huì)被熔斷但會(huì)受到一些損傷,從而略微降低它的If2t。

通過(guò)計(jì)算和選擇 If2t 和 Ir2t 的關(guān)系,可以知道熔斷器能夠承受的脈沖次數(shù),反過(guò)來(lái)說(shuō)需要熔斷器能夠承受多少次以上的浪涌沖擊,就選擇熔斷器的 If2t與電路脈沖的Ir2t關(guān)系。

AEM 熔斷器的If2t和Ir2t的大概關(guān)系

Ir2t <= 30% If2t 100,000次
Ir2t <= 38% If2t 10,000次
Ir2t <= 48% If2t 1,000次

Littelfuse保險(xiǎn)絲的If2t和Ir2t的大概關(guān)系

Ir2t <= 22% If2t 100,000次
Ir2t <= 29% If2t 10,000次
Ir2t <= 38% If2t 1,000次

8. 耐久性/壽命

保險(xiǎn)絲的壽命是很長(zhǎng)的，在無(wú)故障的情況下幾乎與設(shè)備的壽命是可以同步的。

測(cè)試IEC規(guī)格的小型管狀保險(xiǎn)絲壽命的方法：在直流電源條件下，以1.20 In（或1.05 In）電流導(dǎo)通一小時(shí)，斷開(kāi)15分鐘，連續(xù)100個(gè)周期，后再以1.5 In(或1.15 In) 電流導(dǎo)通一小時(shí)，期間不能有熔斷或其他異常現(xiàn)象。

保險(xiǎn)絲的儲(chǔ)存期，在正常條件下不少于兩年，到期經(jīng)復(fù)檢合格后可再行儲(chǔ)存。

安全認(rèn)證

保險(xiǎn)絲是一種安全元件，它的質(zhì)量直接關(guān)系到人身和財(cái)產(chǎn)的安全。作為一個(gè)安全元件必需經(jīng)過(guò)有關(guān)機(jī)構(gòu)的認(rèn)證, 才能生產(chǎn)，銷(xiāo)售和使用。許多國(guó)家（地區(qū)）都對(duì)保險(xiǎn)絲有各自的認(rèn)證要求, 經(jīng)過(guò)認(rèn)證并具有相應(yīng)標(biāo)記的保險(xiǎn)絲才會(huì)被允許進(jìn)入該國(guó)（地區(qū)）市場(chǎng)。

常用主要安全認(rèn)證:　　
IEC規(guī)格：英國(guó)BSI 德國(guó)VDE 瑞典SEMKO 中國(guó)CCC
UL規(guī)格： 美國(guó)UL列表/UR認(rèn)可 加拿大CSA
其他規(guī)格：日本PSE

AEM SolidMatrix和AirMatrix 保險(xiǎn)絲選型流程及范例