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贴片保险丝的选用原则

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remindianzu|  楼主 | 2014-3-31 15:06 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
片保险丝规格,1206贴片保险丝,贴片保险丝电阻,贴片保险丝座,贴片保险丝封装,贴片电流保险丝,贴片式保险丝,保险丝,贴片熔断器,电流保险丝

1、如何选择贴片保险丝

贴片保险丝主要应用于数码相机、笔记本、手机等电子产品..从传统的玻璃管保险丝,到微型保险丝、 贴片保险丝,由于产品工艺上的差异, 它们的选型的侧重点也略有不同.

贴片保险丝的选择涉及下列因素:

1. 电路正常工作电流。通过保险丝的工作电流不应超过保险丝额定电流的75%。

2. 脉冲、冲击电流、浪涌电流、启动电流和电路瞬变值。贴片保险丝尤其关注这一点,由于体积小带来的工艺方面的原因,贴片保险丝的抗冲击能力远小于同样额定电流的玻璃管保险丝或其他体积较大的保险丝。

3. 电路的过载电流大小及过载电流存在的最短和最长时间。通常需要使用示波器测试和理论计算相结合判断过载电流大小. 对保险丝的基本要求是不该断的时候不能断(比如在出现浪涌电流的时候),该断的时候一定要在适当的时间内断(比如出现需要切断的过载电流的时候)。

4. 电阻。贴片保险丝的电阻对某些电路有一定的影响:若将内阻过大的保险丝安装在某些电路中,它将影响电路的系统参数,使得电路不能正常工作。

5..保险丝的环境温度。贴片保险丝应用于便携式设备时,要适当考虑保险丝的温升,也就是考虑保险丝额定电流的折减。保险丝工作时的环境温度应在规定的工作温度范围之内,当保险丝周围的环境温度超过25℃时,应参照温度折减曲线降级使用。

6. 施加在保险丝上的外加电压。通常贴片保险丝应用于便携式设备,电路工作电压一般都不高,只要贴片保险丝的额定电压高于电路工作电压, 就可以放心选用。

7..产品的认证。例如出口到北美,一定需要有UL或CSA认证。目前出口到欧洲的产品还需要符合欧盟的RoHS指令,也就是通常提到的SGS等环保认证。

如有其它疑问可以与华巨公司联系以得到解决。

    下面把保险丝选型中常见的参数和术语作一些说明。

    正常工作电流:在25℃条件下运行,保险丝的电流额定值通常要减少25%以避免有害熔断。大多数传统的保险丝其采用的材料具有较低的熔化温度。因此,保险丝对环境温度的变化比较敏感。例如在25℃环境温度下,一个电流额定值为1A的保险丝通常不能在稳态电流大于0.75A的电路中正常工作。

    电压额定值:保险丝的电压额定值必须等于或大于有效的电路电压。一般贴片保险丝的标准电压额定值系列为24V、32V、48V、63V、125V。

    电阻:保险丝的电阻在整个电路中并不十分重要。但对于安培数小于1的保险丝的电阻会有零点几个欧姆,所以在低电压电路中采用保险丝时应考虑这个问题。大部分的保险丝是用正温度系数材料制成,所以也有冷电阻和热电阻之分。

    环境温度:保险丝是温度敏感元件。保险丝的电流承载能力,其实验是在环境温度为25℃情况下进行的。环境温度越高,保险丝的工作温度就越高,保险丝的电流承载能力就越低,寿命也就越短。相反,在相对较低的温度下会延长保险丝的寿命。

    熔断额定容量:也称为分断容量。熔断额定容量是保险丝在额定电压下能够确实熔断的最大许可电流。短路时,保险丝中会多次通过比正常工作电流大的瞬间过载电流。安全运行时要求保险丝保持完整的状态(无爆裂或断裂)。

    公称熔化热能:就是指熔化熔断部件所需的能量,用I2t表示,读为“安培平方秒”。一般在权威认证机构,都要进行熔化热能测试:给保险丝施加一个电流增量并测量融化发生的时间,如果在约0.008秒或更长的时间内不发生融化,那么就增加脉冲电流的强度。重复进行实验直到保险丝的熔断时间在0.008秒以内。这一测试的目的是确保所产生的热能没有足够的时间从保险丝部件通过热传导跑掉,也就是说,全部热能用于熔断保险丝。

    因此,选用贴片保险丝时,要考虑正常工作电流、故障电流、I2t值、环境温度、内阻和额定值折减。  

 

2. 保险丝定义和作用?

    保险丝也被称为熔断器,IEC127标准将它定义为"熔断体(fuse-link)"。它是一种安装在电路中,保证电路安全运行的电器元件。保险丝的作用是:当电路发生故障或异常时,伴随着电流不断升高,并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或贵重器件,也有可能烧毁电路甚至造成火灾。若电路中正确地安置了保险丝,那么,保险丝就会在电流异常升到一定的高度和一定的时间,自身熔断,切断电流,从而起到保护电路安全运行的作用。











SMD贴片保险丝系列

SMD贴片自恢复保险丝        PPTC自恢复保险丝系列       
陶瓷自恢复保险丝

                           
6125,2410,1808贴片保险丝

6125,2410,1808贴片保险丝       
6125,2410慢断贴片保险丝

6125,2410慢断贴片保险丝
直接替代littelfuse0451         交流250Vac用贴片保险丝        直接替代littelfuse0452         交流250Vac用贴片保险丝








1206慢断贴片保险丝        1206快断贴片保险丝        0603快断贴片保险丝       
0603慢断贴片保险丝





       


0402快断贴片保险丝

SMD贴片自恢复保险丝

SMD陶瓷贴片自恢复保险丝         低功耗手持设备锂电池用贴片自恢复保险丝
  3.保险丝的工作原理?


        当电流流过导体时,因导体存在一定的电阻,所以导体将会发热,且发热量遵循着这个公式:Q=0.24I2RT,依此公式我们不难看出保险丝的简单的工作原理了。
        当制作保险丝的材料及其形状确定了,其电阻R就相对确定了(若不考虑它的电阻温度系数)。当电流流过它时,它就会发热,随着时间的增加其发热量也在增加。电流与电阻的大小确定了产生热量的速度,保险丝的构造与其安装的状况确定了热量耗散的速度。若产生热量的速度小于热量耗散的速度时,保险丝是不会熔断的;若产生热量的速度等于热量耗散的速度时,在相当长的时间内它也不会熔断;若产生热量的速度大于热量耗散的速度时,积聚的热量就会越来越多,由于它有一定比热及质量,其热量的增加就表现在温度的升高上,当温度升高到保险丝的熔点以上时保险丝就发生了熔断。



4、保险丝的电压降说明了什么?

   保险丝的电压降是保险丝在额定电流条件下,其两端的电压降。它反映了保险丝的内阻,其值不应过大。若将内阻(电压降)过大的保险丝安装在电路中,它将影响电路的系统参数,使得电路不能正常工作。标准对电压降不仅有其值的上限规定,而且对其一致性也作了规定。

5.如何理解保险丝的额定电压?

  保险丝熔断与否取决于流过它的电流的大小,与电路的工作电压无关。保险丝的额定电压是从安全使用保险丝角度提出的,它是保险丝处于安全工作状态所安置的电路的最高工作电压。这说明保险丝只能安置在工作电压小于等于保险丝额定电压的电路中。只有这样保险丝才能安全有效地工作,否则,在保险丝熔断时将会出现持续飞弧或被电压击穿, 而危害电路。

6.保险丝的额定电流是否就是使保险丝熔断的电流?

  不是。应该仅将它看成是一种规格的标称,而流过保险丝的电流大到何种地步、何时熔断这在保险丝产品标准中对它有详细的规定,又因标准的不同而规定有所不同。保险丝有一个"熔断系数"其值大于"1"(一般在1.1至1.5之间),它是"常规不熔断电流"与"额定电流"的比值。由此可看出,即使流过保险丝的电流大于它的额定电流而未超过常规不熔断电流,保险丝也不应该发生熔断现象。

7.何为慢速保险丝?

   慢速保险丝也叫延时保险丝,它的延时特性表现在电路出现非故障脉冲电流时保持完好而能对长时间的过载提供保护。有些电路在开关瞬间的电流大于几倍甚至几十倍正常工作电流,尽管这种电流峰值很高,但是它出现的时间很短,我们称它为脉冲电流, 冲击电流或浪涌电流。普通的保险丝是承受不了这种电流的,这样的电路中若使用的是普通保险丝恐怕就无**常开机了;若使用更大规格的保险丝,那么当电路过载时又得不到有效的保护。解决上述问题,使用慢速保险丝较为适当。因为慢速保险丝的熔体经特殊材料加工而成,具有吸收能量的作用,调整能量吸收量就能使它既可以抗住冲击电流又能对过载提供保护。

8.怎样理解保险丝的分断能力?

     当介于常规不熔断电流与相关标准规定的额定分断能力(的电流)之间的电流作用于保险丝时,保险丝应能满意地动作,而且不会危及周围环境。保险丝被安置的电路的预期故障电流必须小于标准规定的额定分断能力电流,否则,当故障发生保险丝熔断时会出现持续飞弧、引燃、保险丝烧毁、保险丝标记无法辨认等现象。

   9.研究保险丝的温升有何意义?

    保险丝的温升是指保险丝中流过1.1倍额定电流时,保险丝的温度上升值,即实测温度减去环境温度的值。UL标准将其上限规定在75℃。因为保险丝的熔体对温度较为敏感,在一定的温度下长时间作用,它的熔点及阻抗将发生变化,这种变化会影响保险丝的准确性。这就是通常所说的保险丝老化。老化的保险丝使用在电路中是非常危险的,因此,我们在使用保险丝时都应该注意保险丝的温升。同样,我们也应该注意到,即使经过长时间使用的保险丝未发生熔断,它也有可能已经老化了,此时最好进行更换。

正确选择一个贴片保险丝产品所需要的参数如下:

最大稳态工作电流
最大工作温度
最大瞬态脉冲电流的波形
所需耐受脉冲电流的次数
过载电流和在该电流下的熔断时间
应用中可能出现的最大故障电流
最大工作电压
封装尺寸
安规认证标准
|参数的定义 --------------------------------------------------------------------------------------------------------

1. 工作温度和温度折减

  华巨电子贴片保险丝产品的工作范围是-55°C 至+125°C。保险丝产品规格书里的熔断特性等电气性能指标是在室温(+25°C)下测试的。如果保险丝不是工作在+25°C 环境之下,那么在选型的时候须参考厂家给出的温度折减曲线来对保险丝进行温度折减。图 1 为我司保险丝产品的温度折减曲线。



图 1 温度折减曲线

2. 工作电压(Operating Voltage)和额定电压(Rated Voltage)

  保险丝的最大工作电压应该在额定电压之内,但不能超过额定电压。保险丝的额定电压是和分断能力相关的安全指标。在这个电压下,保险丝可以安全截断不大于标称分断能力的电流。

3. 分断能力 (Interrupting Rating)

  分断能力的定义是在额定电压下的保险丝可以安全分断的最大电流。保险丝产品的分断电流是一个安全参数,它必须达到或者大于电路中的最大故障电流。这样,保险丝才会安全熔断,不产生燃烧、飞弧、爆炸等不安全现象。

4. 工作电流 (Operating Current)和额定电流 (Rated Current, In)

  工作电流是电路在稳定工作状态下的最大电流。华巨 SolidMatrix® 和 AirMatrix™ 保险丝产品的额定电流值是规格书中标定的电流值。按照国际标准,保险丝产品在额定电流条件下工作,必须大于4小时不会断开(在环境温度+25°C条件下)。为了保证保险丝长期稳定工作,工作电流值需要小于75%的保险丝额定电流。

5. 脉冲电流的热熔值(I2t)与脉冲折减(Pulse Derating)

  大部分电路由于有储能器件,如电容或者电感的存在,在接通或者关闭电源的时候,都会有较大的脉冲电流。另外在某些电路中因为其他元件或者外部因素的缘故,如电磁感应,也能产生瞬时脉冲。在绝大多数情况下,用户都希望保险丝可以耐受多次脉冲冲击而不会引起熔断。

  表1是几种常见脉冲波形的计算公式。脉冲电流的热熔值可以通过对脉冲电流波形数据的积分计算得到。

表 1 几种常见脉冲电流热熔值计算


  由于脉冲电流通过保险丝的时候,会产生热量,所以虽然单次脉冲的能量不足以使保险丝熔断,但多次脉冲冲击会导致保险丝熔断。为了保证保险丝可以耐受规定次数的脉冲电流,需要依据表2中所示的脉冲折减系数计算保险丝的I2t规格。如果脉冲发生时,保险丝所处环境温度高于室温(+25°C),须做相应的温度折减。

表 2 华巨电子贴片保险丝脉冲折减比例

脉冲电流的热熔值Ir2t与保险丝的熔化热熔值If2t的比例        耐受脉冲次数
Ir2t<= 20% If2t        100,000
Ir2t<= 30% If2t        10,000
Ir2t<= 40% If2t        1,000


|选型流程 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------

选项参数中的第1、2 项是稳态参数,第3-6 项为瞬态参数,

稳态参数

1. 保险丝额定电流值(In)≥工作电流(I)/75%。
2. 依据工作温度,确定温度折减系数(K),满足稳态参数要求的保险丝电流值的计算公式:In≥I/75%/K

瞬态参数

3. 计算脉冲电流I2t,参见表1 几种常见脉冲电流的热熔值的计算。复杂或非典型的波形可以用数字示波器的数据做积分计算;
  或者用简化计算法,用可以完全覆盖脉冲波形的典型脉冲波形做近似计算。
4. 脉冲折减,依据所需耐受脉冲次数,从表2 查找脉冲折减系数。
5. 如果脉冲发生时环境温度会大于室温,需要做相应的温度折减。
6. 确定可耐受脉冲次数的保险丝最小的电流值。

安规或者电路保护规定

7. 确定可以满足安规认证或者保护性能要求,例如受保护IC 的最大I2t 耐受值,保证电缆不会过热的最大电流和时间等,的最大
  保险丝规格。

选择满足设计规范的保险丝

  以上第2、6 步的结果中较大的保险丝额定电流值决定了设计窗口的下限,第7 步确定了上限。选择的保险丝规格须落在这个设计窗口内。

测试验证

  以上计算得到的选项规格,需要经过实际电路测试验证,特别是要模拟实际使用的环境,按照脉冲耐受次数的要求做全寿命测试。

|范例 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------

以下通过一个实际案例说明上述的选型流程

电路参数:

1、最大稳态工作电流:I=0.6A
2、工作温度: +65°C
3、最大瞬态脉冲电流的波形为正弦波,最大电流 Ip =45.5A,脉冲宽度 t=120μSec
4、所需耐受脉冲电流的次数: 100,000次
5、过载电流和在该电流下的熔断时间:I=10A,60Sec
6、应用中可能出现的最大故障电流:50A
7、最大工作电压: 12V
8、封装尺寸: 1206
9、安规认证标准:UL Recognized

稳态参数计算:

满足稳态参数要求的保险丝最小的额定电流为:In ≥ I/0.75(电流折减系数) /K(温度折减系数) =0.6/75%/90%=0.89A。这样额定电流大于或等于1A 的保险丝可以满足稳态参数的要求。

瞬态参数计算:

I2t 计算:
参见表一的公式计算脉冲电流的热熔值。同时需考虑到环境温度对脉冲耐受能力的影响。
脉冲电流的热熔值:
Ip2t =0.5×(45.52A)2×120μSec=0.1243A2Sec
该应用要求保险丝在+65°C 条件下,须耐受 100,000次脉冲。这样需要同时考虑脉冲折减和温度折减。
If2t ≥ Ip2t/P(脉冲折减)/K(温度折减)=0.1243/20%/90%=0.69A2Sec

比对华巨产品目录中的I2t vs t 曲线,满足120μSec 的热熔值If2t 大于0.69 A2Sec 的保险丝规格是不小于3.5A。。这样,额定电流大于或等于3.5A 的F1206HI系列保险丝可以满足瞬态参数的要求。

保护性能要求:

保险丝需要在10A电流情况下,60秒钟内熔断。华巨的F1206HI 系列的熔断特性(Clear-time Characteristics)在200%过载电流时是小于60 秒。
所以应该选用不大于5A的保险丝。

结论:

综合以上计算结果,F1206HI 系列的3.5A 至5A 是可以满足所有要求的产品规格范围。
考虑到电路中其他元件的参数波动也会导致脉冲电流波动,在符合设计上下限要求的前提下,建议预留30%的余量以避免极端条件下保险丝发生不正常的熔断现象。

贴片保险丝常见问题问答

1.为什么有时候贴片式保险丝会变得电阻很大而不断

  我们知道管状保险丝的动作原理是:过电流使得熔体上的热平衡被打破,熔体温度上升到该金属材料的熔点时,熔体的中间部分从固体变为液体,由于悬空在管中的金属材料的表面张力及重力使熔体的液体部分向两端拉开距离和向下垂落,电压引起的飞弧又使得熔体温度继续上升,进一步飞弧和进一步拉开距离,直至电路被完全切断。

  对应贴片式的保险丝来说,其动作原理也是一样的,但是由于结构状态的不同,金属熔体的周围都被其基体部分的高分子材料或陶瓷材料所紧紧围贴着,即使是已经熔化的金属也无法向两端收缩,只能依靠向周围材料的扩散渗透或被吸收,如果在这个过程中过电流消失了(例如瞬间脉冲现象),而扩散或吸收的过程尚在进行过程中,此时就会造成电阻变大而熔体没有完全熔断的现象。

  再来看看这种现象的后果:由于此时过电流已经消失,并没有对电路造成不良影响,虽然此时的保险丝没有完全被熔断,但熔体的容量已经减弱,再次经受过电流时就会较快被熔断,保证对电路的保护作用;如果第二次过电流依然是瞬间脉冲,则会造成电阻再次变大而依然没完全熔断,熔体的容量也再次减弱;总之,贴片保险丝出现电阻变大而不完全熔断现象并不影响它对电路的保护功能,只要过电流持续时间一长,它就会被完全熔断。相反地如果经受了过电流而没有任何变化,则有可能保险丝的保护功能有问题了。

 

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caoenq| | 2014-5-2 20:33 | 只看该作者
这么好的帖子没人顶呢

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板凳
Siderlee| | 2014-5-2 22:15 | 只看该作者
其实看供应商的应用手册更管用

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