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保险丝选型规范

1.结构:小型管状保险丝是电路过电流保护元件中最常用的一种,它是由 两端有金属连接端子的管体和管内的金属熔体 成的,其外壳部份的作用是支撑和联接,大多数保险丝的外型是圆柱 形状,称为管状;关键功能由内部熔体决定。

2.功能:保险丝串联在电路中,一般要求电阻小(功耗小), 因此,当电路正常工作时,保险丝只相当于一根导线,可以长期稳定 使用;当电流因电源或外部干扰而波动时,保险丝也能承受 定范围过载;只有当电路中出现较大的过载电流-故障或短路-- 时,保险丝会移动,断开电流保护电路安全。

3.原理:保险丝通电时因电流转换的热量会使熔体的温度上升,在负载正 当工作电流或允许的过载电流通常通过熔体和壳体产生热量 对流和传导散发的热量可以逐渐达到平坦 平衡;如果散热速度跟不上发热,这些热量就会在熔体上一积累, 熔体温度升高,一旦温度达到并超过熔体材料的熔点,它就会熔化 切断电流,起到安全保护的作用。

1.按使用地区分:由于世界各国各地区工业发展的不同起点和经历,至今对小型管 状保险丝的设计和应用仍有很大差异,目前得到了国际公认 主要有:欧洲规格;北美规格;日本规格:还有其他规格 仅在有限范围内应用。

2.根据熔断特性:根据不同的应用要求,设计了多种不同类型的保险丝 断裂特性,保险丝可分为快熔断和慢熔断两类,再细分 有快熔断;中速熔断和特慢熔断等。

3.根据分割能力:根据保险丝可以安全分割的最大电流的大小,保险丝可分为高分割和低分割两类,以及两者之间增强分割能力的保险丝。

4.根据形状尺寸:管状保险丝的形状尺寸有很多种,最常用的有:Φ 6X30 (3AG);Φ5X20;Φ4X15(2AG);Φ3X10;Φ2X7 等 5.根据结构形式,管状保险丝的端帽和熔体有两种焊接连接方式。 内外焊接。

6.根据连接方式:保险丝连接到电路有两种方式:直接焊接在电路板上(称为 PGT 通过其他连接件连接的类型)。

7.其他分类:根据应用范围,管状保险丝可分为工业电器和家用电器;根据应用行业,管状保险丝可分为仪器、通信、电源、照明 使用,汽车等。根据电路中保险丝连接的位置,有初级和次级保险丝。

额定工作电流标记在保险丝上。该值由制造商确定,为保险丝所能携带的电流。额定电流通常是标准推荐的档位,如1、1.25,1.5,1.6、2等(单位:A)

额定电压标记在保险丝上,表示保险丝可以使用的最大工作电压。标准额定电压通常为32、63、125、250和600V。保险丝对电流的变化而不是电压的变化敏感。保险丝保持在从零到最大额定值之间的任何电压下,因此保险丝可以在小于额定电压的任何电压下使用。

额定电流下保险丝两端的电压降

当保险丝不工作时,它自己的电阻值。大多数保险丝是由正温度系数制成的。因此,会有冷电阻和热电阻(额定电流下的电压降),实际工作电阻位于其中。冷电阻可以通过不大于保险丝公称额定电流10%的测量电流来测量。热电阻是根据保险丝上的值等于公称额定电流的电流产生的。

指直接环绕保险丝的空气温度,不得与室温混淆。在许多实际情况下,保险丝的温度相当高,如安装在封闭空间或电阻、变压器、电感线圈等加热元件附近的保险丝。

也称为致断容量或短路额定容量。指保险丝在规定电压下安全切断的最大电流。当保险丝中可能通过的瞬时过载电流超过额定值时,保险丝会破碎或爆炸,造成危险。因此,要求保险丝在保护动作后保持完整状态(无爆裂、断裂)。保险丝的断裂能力取决于保险丝的结构。大多数低断裂能力保险丝都是玻璃外壳。高断裂能力保险丝通常有陶瓷外壳,其中许多还填充了纯颗粒状石英材料。

它是保险丝最重要的参数之一。当流过保险丝的电流超过额定电流时,保险丝被熔断,这是一种过载状态。保险丝的时间电流特性是过载电流和熔断时间之间的关系。时间电流曲线基于平均值。

时间电流特性-标准规格

它是选择保险丝最重要的参数之一,保险丝所需的能量值,这是保险丝本身的固有参数I2t表示。I2t该值是保险丝本身的参数,其决定因素是与温度和电压无关的元件材料和保险丝元件的形状。

除非另有规定,否则尺寸为mm。常用的管状保险丝外观尺寸有Φ6X30,Φ5X20,Φ3X10,Φ2X7.常用的表贴保险丝外观尺寸6.1X2.7X2.7,10.1X3.1X3.1等

注意不同认证标准的电流减少,并照UL标准认证的降额为0.75即实际稳态工作电流不得超过In的75%。按照IEC1.标准认证.即实际稳态工作电流可等于In。对于按照UL标准认证保险丝:25℃为避免有害熔断,工作电流不得超过保险丝额定电流的75%。例如,额定电流为10A一般不推荐25℃环境温度大于7.5A在电流下运行。对于按照IEC标准认证保险丝:保险丝可在额定电流下运行,实现保护。例如:额定10A保险丝可用于10A实际工作电流。

对于单板的工作电流,应注意允许在最低电压下的电流。例如,额定电压为-48-60V,允许波动20%。如果单板在-48V工作电流为0.8A,由于单板功率恒定,在-38V工作电压下的工作电流约为1A。在选择保险丝时,应使用1A作为单板的工作电流。应特别注意输入电压范围广的应用。

在实际使用中,还应考虑电源模块是否具有欠压保护功能,如-48V电源模块一般为-35V但有些电源模块没有欠压保护功能,如华电AV10系列电源模块实际在-12V可以工作,会导致输入电流比正常情况大3倍以上。

一般来说,供应商提供的可选电流规格低于标准推荐的档位。建议从现有的电流规格中选择,不建议供应商进行其他设计。

注意事项:UL列名认证和UL认可认证

保险丝的额定值应等于或大于有效电路电压。

注意事项和直流电压的差异和选择

25.℃该试验受环境温度变化的影响。环境温度越高,保险丝的工作温度越高,寿命越短。相反,在较低的温度下运行会延长保险丝的寿命。因此,在选择保险丝的额定电流时,应根据保险丝的实际工作环境温度进行调整。

举例:

单板正常工作电流为1.5A,采用按照UL标准认证的慢熔断保险丝在室温下工作:

选择保险丝In=正常工作电流/认证标准减少=1.5/0.75=2.0A(工作环境温度25℃)

如果保险丝是70℃根据下图中的曲线,在高温环境温度下工作A(传统的慢熔断保险丝),表明70℃在这种情况下,温度下降80%,

选择保险丝In =正常工作电流/*工作温度降低)=1.5/(0.75*0.8)=2.5A(工作环境温度70℃)

通过以上计算比较

实际工作电流

实际工作环境温度

所需最小In

1.5A

25℃

2.0A

1.5A

70℃

2.5A

图 影响电流承载能力的环境温度曲线图

其中:

曲线A:传统的慢熔断保险丝曲线;

曲线B:快速熔断、快速熔断和螺旋绕组的保险丝曲线

表 常用温度电流对表

表中的数据是常用的温度的降额(仅供参考):

保险丝周围环境温度*

40℃

50℃

60℃

70℃

80℃

90℃

100℃

110℃

慢熔(曲线A)

95%

90%

86%

80%

78%

70%

64%

58%

快熔(曲线B)

99%

98%

97%

96%

95%

94%

93%

92%

*指直接环绕保险丝周围的空气温度,不应与室温相混淆。在许多实际场合,保险丝的温度相当高,例如保险丝安装在封闭空间,或者安装在其发热元件附近,如电阻、变压器、电感线圈等附近

一般情况下,保险丝的电阻和额定电流成反比。选用保险丝的电阻越小越好,这样保险丝的损耗功率也比较小。保险丝的电压降是在直流额定电流下测试的,由于额定电流小的保险丝有比较大的电阻,因此对低压电力的影响也比较大,在选用小规格保险丝的过程中要注意电阻的影响。

是选择保险丝最重要的依据之一。决定了保险丝能否有效的保护电路,在故障电流发生的时候,正确的熔断。每种型号保险丝的熔断特性都有[y1] 各自的时间电流曲线。曲线的横坐标是电流,纵坐标是熔断的时间。一般在选择的过程中,这条曲线作为参考,同时选用曲线中的关键点作为依据。关键点的选择是按照保险丝认证类别不同而不同的,UL认证保险丝一般选择110%In,135%In,200%In等关键点,IEC保险丝一般选择135%In,210%In,275%In等关键点,熔断时间和关键点的关系可以参考3.7中的介绍。在选择保险丝时需要确定被保护故障电流能够安全存在电路中的时间。

举例:某快熔保险丝按照IEC标准认证,额定电流5A。测得单板上出现某一故障时,流过保险丝的故障电流是10A,即200%In。根据该保险丝的时间电流特性曲线查到,在200%In的情况下,保险丝可能工作30分钟才会熔断。这时将保险丝短路,让被测单板在此故障电流下工作30分钟,结果出现了起火的情况,说明这个保险丝的选用是不合适的。在保险丝的熔断开始之前,被保护器件就出现了不安全的情况,没有达到保护的目的。

注意事项:快熔、慢熔型保险丝的差别和选择

不同认证标准保险丝的分断能力不同,具体数据参见3.6中的内容。保险丝的额定分断能力必须满足或超过电路中的最大故障电流。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分时,一定要使用高分断能力保险丝。在大部分二次电路中,特别是电压低于电源电压时,选用低分断能力的保险丝就足以胜任了。

对于保险丝必须承受高能电流的情况,即电流脉冲大而持续时间短,例如冲击电流、起动电流、涌入电流和其他类似的“脉冲”类型中的电路瞬变值,保险丝应能够承受此类高能电流的能量,不应发生异常断路。保险丝的公称熔化热能I2t的额定值是通过实验室测定的,每种规格的保险丝只有一个额定的公称熔化热能I2t。

在具体应用中,例如1000次脉冲[y2] 要求保险丝的额定公称熔化热能I2t降额38%使用,即额定I2t*38%应大于实际使用中可能出现的瞬间能量(脉冲)。对于循环脉冲次数超过1000次的,按照图4.8-3进一步降额计算。同时,由于同一编码下,不同供应商的I2t不同,因此要考虑额定I2t比较小的保险丝,也能够承受相应的脉冲能量。

对于公司目前使用的缓启动电路,需要根据实际测试情况,确定保险丝能否承受启动电流的冲击。可参见本文案例中的说明。

注意事项:冲击电流和脉冲

举例:

某种UL标准认证保险丝额定电压125V/1.0A,负载正常工作电流为0.75A,环境温度为25℃,快熔断类,能承受图4.8-1脉冲波形的100000次脉冲电流。

步骤一,计算脉冲I2t。

按照图4.8-2 典型脉冲波形能量计算公式选择典型波形E。代入波形E公式并计算结果如下:

脉冲I2t=(1/5)ip2t =(1/5)×82×0.004=0.0512A2Sec

步骤二,计算所需保险丝最小I2t

图4.8-3给出100000次脉冲时I2t的降额为22%。

所需保险丝最小I2t=脉冲I2t/0.22=0.0512/0.22=0.2327A2Sec

步骤三,检查该保险丝额定I2t为0.281A2Sec>0.2327A2Sec,即可以承受脉冲循环能量。同时,由于是UL标准规格,如前所述,额定电流的降额为25%,该保险丝也可适应0.75安培的正常工作电流。

 

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