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電流保險(xiǎn)絲，小型熔斷器，管狀保險(xiǎn)絲應(yīng)用選型指南2部分
．選擇保險(xiǎn)絲的十個(gè)要素
---- 額定電流；
---- 額定電壓；
---- 環(huán)境溫度；
---- 電壓降 / 冷電阻；
---- 熔斷特性: 過(guò)載能力， 時(shí)間 / 電流特性；
---- 分?jǐn)嗄芰Γ?/span>
---- 熔化熱能值；
---- 耐久性（壽命）；
---- 結(jié)構(gòu)特征： 外形 / 尺寸，安裝形式；
---- 安全認(rèn)證。
1、額定電流---In
保險(xiǎn)絲的額定電流是指它的公稱額定電流, 通常就是電路能 夠工作的最大電流值。
* 正確選擇保險(xiǎn)絲的額定電流值, 必須作如下考慮:
例如: 電路的工作電流: Ir = 1.5 A,保險(xiǎn)絲額定電流應(yīng)是: In = Ir/Of = 1.5/0.75 = 2A；這兒的 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)該選最鄰近的較高值。
* 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額定電壓, 通常就是保險(xiǎn)絲 斷開(kāi)后能夠承受的最大電壓值。
* 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。
* 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出的最大電流
3、環(huán)境溫度
* 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)要求都是指在室溫條件下的 250C，如環(huán)境或工作溫度較高，則要考慮保險(xiǎn)絲的溫度折減率。
例如: 一個(gè)快熔斷保險(xiǎn)絲在 900C 條件下工作并在 1.5A 時(shí)動(dòng)作,參閱下圖, 其折減率 (Tf) 是 95%.
上圖顯示了影響時(shí)間-電流特性的結(jié)果 (典型曲線圖)
圖 解: 曲線 A: 傳統(tǒng)的慢熔斷保險(xiǎn)絲；曲線 B: 特快熔斷, 快熔斷和螺旋式繞制的保險(xiǎn)絲；曲線 C: 可恢復(fù) PTC
如果選用一個(gè) IEC規(guī)格的保險(xiǎn)絲, 那么額定電流就是:
In 1.5A
In = ---- = ------ = 1,58 A
Tf 0.95
在這種情況下, 推薦 1.6 A 或 2 A 的保險(xiǎn)絲
如果選用一個(gè) UL 規(guī)格的保險(xiǎn)絲 那么額定電流就是:
In 1.5 A
In = --------- = ------------- = 2.1 A
Of X Tf 0.75 X 0.95
應(yīng)該選用額定電流為 2.5 A 的保險(xiǎn)絲
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)絲的阻值越小越好，這樣它的損耗功 率也??；因此在保險(xiǎn)絲參數(shù)中規(guī)定了它的最大電壓降值。
* 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！極端情況下會(huì)無(wú)法輸出工作電流。
5、 時(shí)間-電流特性---I-T特性或安秒特性
* 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， 以至最后保險(xiǎn)絲被燒斷,我們把這都?xì)w屬為一種過(guò)載狀態(tài)。
* 時(shí)間/電流特性是保險(xiǎn)絲最主要的電性能指標(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。
* 保險(xiǎn)絲要求有一定的過(guò)載能力：
UL規(guī)范保險(xiǎn)絲的最大不熔斷電流是110%In；
IEC規(guī)范保險(xiǎn)絲的最大不熔斷電流是150%In或120%In
* 保險(xiǎn)絲也要求在超過(guò)限量的過(guò)載電流時(shí)能及時(shí)地?zé)龜啵?/span>
UL規(guī)范保險(xiǎn)絲的最小熔斷電流在130%In 左右；
IEC規(guī)范保險(xiǎn)絲的最小熔斷電流在180%In 左右
* 時(shí)間/電流特性曲線最好地描繪了保險(xiǎn)絲的過(guò)載性能，通常規(guī)定用曲線中的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)來(lái)考核保險(xiǎn)絲的過(guò)載性能。
* UL規(guī)范保險(xiǎn)絲規(guī)定了110%In，135%In和200%In等測(cè)試點(diǎn)；
* IEC規(guī)范保險(xiǎn)絲規(guī)定了150%（120%）In，210%In（200%）275%In，400%In和1000%In等測(cè)試點(diǎn)
* 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/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
* 根據(jù) IEC 127, 提供直流電來(lái)確定保險(xiǎn)絲的熔斷時(shí)間, 由此 可以得出時(shí)間--電流曲線. 如果提供交流電則熔斷時(shí)間將有變化, 特別是當(dāng)保險(xiǎn)絲在一個(gè)很短時(shí)間內(nèi)熔斷的時(shí)候, 它將隨著閉合電路時(shí)交流正弦波的相位角度而變化。
* 典型的時(shí)間電流特性曲線如下圖所示：
圖中每一條曲線代表了一個(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。
* 不同類型保險(xiǎn)絲具有不同形狀的特性曲線。
6、分?jǐn)嗄芰?--Ir
* 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。
* 分?jǐn)嗄芰κ潜ｋU(xiǎn)絲最主要的安全指標(biāo)。它表明了在規(guī)定的電壓下, 保險(xiǎn)絲能安全地切斷的最大電流。分?jǐn)嗄芰σ卜Q為最大分 斷能力或短路分?jǐn)嗄芰Α?/span>
* 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，引起周圍人身或其他元器件的燃燒和破壞等不安全現(xiàn)象。
* 我們還知道, 額定分?jǐn)嗄芰?(在UL文件里) 直接與保險(xiǎn)絲的額定電壓有關(guān)。額定電流越大，其額定分?jǐn)嗄芰驮叫 ?/span>
* 保險(xiǎn)絲的分?jǐn)嗄芰θQ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
* UL198-G 規(guī)格則有不同的分?jǐn)嗄芰?
在交流 125V 條件下, 保險(xiǎn)絲必須能切斷 10000 A, 在交流 250V 條件下, 保險(xiǎn)絲必須能切斷的電流是:
* IEC 127規(guī)定了在交流 250V 條件下的分?jǐn)嗄芰?
低分?jǐn)嗄芰ΡｋU(xiǎn)絲(LBC) 必須通過(guò) 35 A 或 10 In 中的大者
高分?jǐn)嗄芰ΡｋU(xiǎn)絲(HBC) 必須通過(guò) 1500 A
增強(qiáng)分?jǐn)嗄芰ΡｋU(xiǎn)絲（MBC）必須通過(guò)150 A。
* 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—I2 t 瞬時(shí)電流和脈沖
* 內(nèi)部瞬時(shí)電流來(lái)源于被保護(hù)電路中的容性和感性儲(chǔ)能元件的開(kāi)關(guān)操作，
* 外部瞬時(shí)電流是指來(lái)源于外部象浪涌一樣注入系統(tǒng)的, 持續(xù)時(shí)間很短的沖入電流，
* 持續(xù)時(shí)間少于10毫秒的沖入電流或瞬時(shí)電流被稱為脈沖電流,脈沖是有害的, 它可能損害保險(xiǎn)絲并造成保險(xiǎn)絲失效，
* 在大多數(shù)情況中, 慢熔斷保險(xiǎn)絲最適用于帶有脈沖的電路保護(hù)
I2t 值和它的應(yīng)用
* I2t值是直接測(cè)定切斷保險(xiǎn)絲所需的能量值
* 總量 I2t (清除 I2t) = 熔化 I2t + 飛弧 I2t ；清除 I2t 是指保險(xiǎn)絲徹底斷開(kāi)過(guò)程中的全部熱能量熔化 I2t (相當(dāng)于 IEC標(biāo)準(zhǔn)中的預(yù)飛弧 I2t) 是指從熔體熔化到飛弧開(kāi)始瞬間所需要的能量飛弧時(shí)間是指飛弧開(kāi)始瞬間到飛弧最終熄滅, 對(duì)低壓保險(xiǎn)絲來(lái)說(shuō)飛弧時(shí)間是非常短的, 通常被忽略.
I2t 值的利用實(shí)例：
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脈沖 I2t
該脈沖的 I2t 值 = 1/2 X 552 X 0.0005 = 0.75625 A2Sec,此我們需要選擇具有大于這個(gè)脈沖的熔化 I2t 值的保險(xiǎn)絲
b.脈動(dòng)電流過(guò)載
有時(shí)候應(yīng)用電流不是穩(wěn)定直流, 而是象下面這樣的脈動(dòng)電流:
在這種情況下, 實(shí)質(zhì)上需確定于該應(yīng)用電流的有效值 (Ieff)或平方根值 (Irms), 具體計(jì)算步驟如下:
① 確定每個(gè)脈沖的 I2t值
脈沖I2t值 = ( 1.5A X 1.5A X 0.2m ) + ( 1A X 1A X 0.8mS )
= 0.00045 + 0.0008 = 0.00125 A2Sec
② 確定每個(gè)脈沖的平方根值
Irms = ( 0.00125 A2Sec / 0.0013 Sec) = 0.98 (rms)
因此, 我們可以為這項(xiàng)應(yīng)用選擇 1A 的保險(xiǎn)絲.
無(wú)論如何, 保險(xiǎn)絲的 I2t值必需大于每一個(gè)脈沖的 I2t值.
③ 確定脈沖周期的抵抗能力
我們選用力特保險(xiǎn)絲429001的I2t值是 0.035 A2Sec
(該數(shù)據(jù)可從樣本中得到), 參見(jiàn)圖表Ⅱ可得：
脈沖 I2t 0.00125
---------- = ---------- = 3.5 %
熔化 I2t 0.035
在該應(yīng)用中保險(xiǎn)絲可以抵抗大于 100000 次的脈沖.
圖表1 圖表2
* 圖表1所列的I2t計(jì)算公式可用作不同類型的脈沖電流波形的能量計(jì)算，可選擇最接近的波形作近似計(jì)算。
* 選擇保險(xiǎn)絲的I2t 必須在計(jì)算的基礎(chǔ)上再加必要的余量。
8、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，最后再以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?，F(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。
9、結(jié)構(gòu)特征和安裝形式
結(jié)構(gòu)特征
* 管狀：玻璃管-低分?jǐn)嗄芰?，陶瓷?高分?jǐn)嗄芰?；填充?xì)粒石英沙-用于滅弧，玻璃管變色-熔斷指示；內(nèi)焊式與外焊式；加引線套帽-用于焊接(有時(shí)需先將引線成型)；
* 微型：電阻式，晶體管式，薄膜式 ... ...
* 其他：插片式，螺栓式，密封式，報(bào)警式 ... ...
* 熔體結(jié)構(gòu)：圓絲，扁絲，單絲，雙絲，復(fù)合絲；直線狀，波浪狀，鋸齒狀；片狀熔體（帶一個(gè)或多個(gè)瓶頸部份）
* 組合式熔體：熔絲纏繞，加錫球，加金屬片，電阻等
安裝形式
* 面板安裝：保險(xiǎn)絲盒，保險(xiǎn)絲插座 ... ...
* 底板安裝：保險(xiǎn)絲夾，保險(xiǎn)絲夾座 ... ...
* 印刷線路板安裝：插件安裝（波峰焊）：徑向引線，軸向引線 ... ...表面安裝（紅外焊）：傳統(tǒng)式，薄膜式 ... ...有時(shí)需要在管外加熱縮套管，使保險(xiǎn)絲與周圍元件絕緣
* 懸掛式安裝：保險(xiǎn)絲套
10、全認(rèn)證
* 保險(xiǎn)絲的安全認(rèn)證及其要求將在本書(shū)第六部份中詳細(xì)論述。
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