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,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?! ?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出的最大電流。
認(rèn)識(shí)的誤區(qū):保險(xiǎn)絲的額定電壓必須跟電路電壓一致!
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。
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)定了最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?! ?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)。
保險(xiǎn)絲需要有一定的過(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)龜啵篣L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;
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)仍能較快的斷開電路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。
時(shí)間-電流特性表
推薦閱讀:
解讀PPTC及其與保險(xiǎn)絲的區(qū)別
http://m.me3buy.cn/cp-art/80020276
2元保險(xiǎn)絲為何引起2000元維修費(fèi)?解讀汽車保險(xiǎn)絲
http://m.me3buy.cn/cp-art/80020256
[page]
6.分?jǐn)嗄芰?--Ir
分?jǐn)嗄芰σ卜Q為最大分?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。
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,引起周圍人身或其他元器件的燃燒和破壞等不安全現(xiàn)象。
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)必須考慮 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 曲線就是反映不同熔斷時(shí)間時(shí)熔斷器的If2t值(見圖3)
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,就必須選擇熔斷器的 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Γ?br /> 填充細(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
片式:薄膜式,多層獨(dú)石,電阻式
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,回流焊):多層獨(dú)石,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. 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
1、工作溫度和溫度折減
保險(xiǎn)絲產(chǎn)品規(guī)格書里的熔斷特性等電氣性能指標(biāo)是在室溫(+25°C)下測(cè)試的。如果保險(xiǎn)絲不是工作在+25°C 環(huán)境之下,那么在選型的時(shí)候須參考廠家給出的溫度折減曲線來(lái)對(duì)保險(xiǎn)絲進(jìn)行溫度折減。圖5為AEM 保險(xiǎn)絲產(chǎn)品的溫度折減曲線。
2. 工作電壓(Operating Voltage)和額定電壓(Rated Voltage)
保險(xiǎn)絲的最大工作電壓應(yīng)該在額定電壓之內(nèi),但不能超過(guò)額定電壓。保險(xiǎn)絲的額定電壓是和分?jǐn)嗄芰ο嚓P(guān)的安全指標(biāo)。在這個(gè)電壓下,保險(xiǎn)絲可以安全截?cái)嗖淮笥跇?biāo)稱分?jǐn)嗄芰Φ碾娏鳌?br />
3. 分?jǐn)嗄芰?(Interrupting Rating)
分?jǐn)嗄芰Φ亩x是在額定電壓下的保險(xiǎn)絲可以安全分?jǐn)嗟淖畲箅娏?。保險(xiǎn)絲產(chǎn)品的分?jǐn)嚯娏魇且粋€(gè)安全參數(shù),它必須達(dá)到或者大于電路中的最大故障電流。這樣,保險(xiǎn)絲才會(huì)安全熔斷,不產(chǎn)生燃燒、飛弧、爆炸等不安全現(xiàn)象。
4. 工作電流 (Operating Current)和額定電流 (Rated Current, In)
工作電流是電路在穩(wěn)定工作狀態(tài)下的最大電流。按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),保險(xiǎn)絲產(chǎn)品在額定電流條件下工作,必須大于4小時(shí)不會(huì)斷開(在環(huán)境溫度+25°C條件下)。為了保證保險(xiǎn)絲長(zhǎng)期穩(wěn)定工作,工作電流值需要小于75%的保險(xiǎn)絲額定電流。
5. 脈沖電流的熱熔值(I2t)與脈沖折減(Pulse Derating)
大部分電路由于有儲(chǔ)能器件,如電容或者電感的存在,在接通或者關(guān)閉電源的時(shí)候,都會(huì)有較大的脈沖電流。另外在某些電路中因?yàn)槠渌蛘咄獠恳蛩氐木壒?,如電磁感?yīng),也能產(chǎn)生瞬時(shí)脈沖。在絕大多數(shù)情況下,用戶都希望保險(xiǎn)絲可以耐受多次脈沖沖擊而不會(huì)引起熔斷。
表2是幾種常見脈沖波形的計(jì)算公式。脈沖電流的熱熔值可以通過(guò)對(duì)脈沖電流波形數(shù)據(jù)的積分計(jì)算得到。
表2 幾種常見脈沖電流熱熔值計(jì)算
由于脈沖電流通過(guò)保險(xiǎn)絲的時(shí)候,會(huì)產(chǎn)生熱量,所以雖然單次脈沖的能量不足以使保險(xiǎn)絲熔斷,但多次脈沖沖擊會(huì)導(dǎo)致保險(xiǎn)絲熔斷。為了保證保險(xiǎn)絲可以耐受規(guī)定次數(shù)的脈沖電流,需要依據(jù)表3中所示的脈沖折減系數(shù)計(jì)算保險(xiǎn)絲的I2t規(guī)格。如果脈沖發(fā)生時(shí),保險(xiǎn)絲所處環(huán)境溫度高于室溫(+25°C),須做相應(yīng)的溫度折減。
表3 AEM SolidMatrix和AirMatrix 保險(xiǎn)絲脈沖折減比例
選型流程
穩(wěn)態(tài)參數(shù)
1. 保險(xiǎn)絲額定電流值(In)≥工作電流(I)/75%。2. 依據(jù)工作溫度,確定溫度折減系數(shù)(K),滿足穩(wěn)態(tài)參數(shù)要求的保險(xiǎn)絲電流值的計(jì)算公式:In≥I/75%/K
瞬態(tài)參數(shù)
3. 計(jì)算脈沖電流I2t,參見表1 幾種常見脈沖電流的熱熔值的計(jì)算。復(fù)雜或非典型的波形可以用數(shù)字示波器的數(shù)據(jù)做積分計(jì)算;或者用簡(jiǎn)化計(jì)算法,用可以完全覆蓋脈沖波形的典型脈沖波形做近似計(jì)算。4. 脈沖折減,依據(jù)所需耐受脈沖次數(shù),從表2 查找脈沖折減系數(shù)。5. 如果脈沖發(fā)生時(shí)環(huán)境溫度會(huì)大于室溫,需要做相應(yīng)的溫度折減。6. 確定可耐受脈沖次數(shù)的保險(xiǎn)絲最小的電流值。
安規(guī)或者電路保護(hù)規(guī)定
7. 確定可以滿足安規(guī)認(rèn)證或者保護(hù)性能要求,例如受保護(hù)IC 的最大I2t 耐受值,保證電纜不會(huì)過(guò)熱的最大電流和時(shí)間等。
選擇滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的保險(xiǎn)絲
以上第2、6 步的結(jié)果中較大的保險(xiǎn)絲額定電流值決定了設(shè)計(jì)窗口的下限,第7 步確定了上限。選擇的保險(xiǎn)絲規(guī)格須落在這個(gè)設(shè)計(jì)窗口內(nèi)。
測(cè)試驗(yàn)證
以上計(jì)算得到的選項(xiàng)規(guī)格,需要經(jīng)過(guò)實(shí)際電路測(cè)試驗(yàn)證,特別是要模擬實(shí)際使用的環(huán)境,按照脈沖耐受次數(shù)的要求做全壽命測(cè)試。
計(jì)算選型范例
以下通過(guò)一個(gè)實(shí)際案例說(shuō)明上述的選型流程
電路參數(shù):
1、最大穩(wěn)態(tài)工作電流:I=0.6A2、工作溫度: +65°C3、最大瞬態(tài)脈沖電流的波形為正弦波,最大電流 Ip =45.5A,脈沖寬度 t=120μSec4、所需耐受脈沖電流的次數(shù): 100,000次5、過(guò)載電流和在該電流下的熔斷時(shí)間:I=10A,60Sec6、應(yīng)用中可能出現(xiàn)的最大故障電流:50A7、最大工作電壓: 12V8、封裝尺寸: 12069、安規(guī)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn):UL Recognized
穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算:
滿足穩(wěn)態(tài)參數(shù)要求的保險(xiǎn)絲最小的額定電流為:In ≥ I/0.75(電流折減系數(shù)) /K(溫度折減系數(shù)) =0.6/75%/90%=0.89A。這樣額定電流大于或等于1A 的保險(xiǎn)絲可以滿足穩(wěn)態(tài)參數(shù)的要求。
瞬態(tài)參數(shù)計(jì)算:
I2t 計(jì)算:參見表一的公式計(jì)算脈沖電流的熱熔值。同時(shí)需考慮到環(huán)境溫度對(duì)脈沖耐受能力的影響。脈沖電流的熱熔值:Ip2t =0.5×(45.52A)2×120μSec=0.1243A2Sec該應(yīng)用要求保險(xiǎn)絲在+65°C 條件下,須耐受 100,000次脈沖。這樣需要同時(shí)考慮脈沖折減和溫度折減。If2t ≥ Ip2t/P(脈沖折減)/K(溫度折減)=0.1243/20%/90%=0.69A2Sec比對(duì)AEM 產(chǎn)品目錄中的I2t vs t 曲線,滿足120μSec 的熱熔值If2t 大于0.69 A2Sec 的保險(xiǎn)絲規(guī)格是不小于3.5A。這樣,額定電流大于或等于3.5A 的F1206HI系列保險(xiǎn)絲可以滿足瞬態(tài)參數(shù)的要求。
保護(hù)性能要求:
保險(xiǎn)絲需要在10A電流情況下,60秒鐘內(nèi)熔斷。AEM的F1206HI 系列的熔斷特性(Clear-time Characteristics)在200%過(guò)載電流時(shí)是小于60 秒。所以應(yīng)該選用不大于5A的保險(xiǎn)絲。
保險(xiǎn)絲應(yīng)用實(shí)例分析
自恢復(fù)保險(xiǎn)絲在電機(jī)失速中的保護(hù)
運(yùn)動(dòng)機(jī)械均有可能出現(xiàn)堵塞或斷裂故障,并可導(dǎo)致電機(jī)失速。在電機(jī)失速時(shí)繼續(xù)供給電源會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的損壞和/或驅(qū)動(dòng)裝置的損毀。將自恢復(fù)保險(xiǎn)絲器件與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器串聯(lián)起來(lái)后,可以保護(hù)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電子電路,防止在失速或負(fù)載過(guò)大的狀態(tài)下系統(tǒng)發(fā)生故障。在故障清除后(而且電源斷開后),系統(tǒng)可以重新開始正常的運(yùn)行,無(wú)需進(jìn)行維護(hù)或更換部件。多年以來(lái),自恢復(fù)保險(xiǎn)絲器件一直是汽車工業(yè)中最為常用的保護(hù)車座、車窗和其它電機(jī)的方案。在這些應(yīng)用中,使用自恢復(fù)保險(xiǎn)絲器件要求考慮串聯(lián)電阻的阻值和器件的最大保持電流額定值。室溫下的最大工作電流為,16V下為15A,30V下為9A。
在這些應(yīng)用中,當(dāng)這些系統(tǒng)由于過(guò)電流或過(guò)熱狀態(tài)而導(dǎo)致外部故障時(shí),自恢復(fù)保險(xiǎn)絲器件能夠允許電機(jī)驅(qū)動(dòng)和控制器系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行。其優(yōu)點(diǎn)在于提供了一種功能強(qiáng)大和可靠的產(chǎn)品,在其它部件出現(xiàn)故障時(shí)可以保護(hù)系統(tǒng)。
過(guò)流保護(hù)PTC現(xiàn)已廣泛的應(yīng)用于通訊領(lǐng)域、多媒體設(shè)備、衛(wèi)星接收設(shè)備、機(jī)動(dòng)車輛、工控設(shè)備、各種開關(guān)電源、電池及電池組的防護(hù)。目前的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)大。
保險(xiǎn)絲在汽車上的應(yīng)用
1)線束保護(hù) 隨著電力需求的增加,提高了線束的復(fù)雜度,增加了對(duì)汽車的電線、重量以及封裝的限制。每條電氣線路都要求針對(duì)短路和過(guò)載提供充足的電路保護(hù)措施,傳統(tǒng)的熔斷器在熔斷后必須進(jìn)行更換。這項(xiàng)特點(diǎn)要求熔斷器盒安裝在易于接觸到的地方,此要求支配并限制了系統(tǒng)的架構(gòu),迫使在封裝形式和系統(tǒng)布線方面做出讓步。傳統(tǒng)的做法是將相似的電路
集中起來(lái),用單獨(dú)的熔斷器加以保護(hù)。熔斷器的額定值設(shè)定必須能夠承受各種受保護(hù)負(fù)載所通過(guò)的電流總和;而且為了限制發(fā)生損壞和其它的危險(xiǎn),從熔斷器連接至每個(gè)負(fù)載的線路必須根據(jù)熔斷器的設(shè)定值進(jìn)行選擇。
這種選擇的結(jié)果是:具有較高電流承載能力的、尺寸過(guò)大的線路經(jīng)常為只需較小電流的負(fù)載設(shè)備供電。隨著粗大線徑導(dǎo)線的使用,端子和接頭的尺寸、重量都增加了,因而增加了配線的重量和汽車的重量,進(jìn)一步增加了成本,后者還會(huì)影響到燃料的效率。由于自恢復(fù)保險(xiǎn)絲(PTC)能夠在故障狀態(tài)消除后和電路電源斷開后復(fù)位,所以通常不需要進(jìn)行例行的更換或維修,因此可以布置在車門內(nèi)側(cè)、開關(guān)組件內(nèi)、儀表盤后、電子模塊內(nèi)以及其它不可觸及的部位,采用最為直接和有效的布線方式來(lái)布置電源線,無(wú)需通過(guò)一個(gè)集中布置的熔斷器盒,從而減少了配線中導(dǎo)線的數(shù)量,并能夠減少導(dǎo)線的重量和長(zhǎng)度。
2)電子控制模塊保護(hù) 隨著在越來(lái)越小的空間內(nèi)封裝了越來(lái)越多的線路,印刷電路板(PCB)上的銅線寬度也在減小。由于汽車上的附件通常采用大電流電路供電,這些狹窄的銅線容易受到過(guò)大電流的損壞。受橫截面積的限制,它們只能承受一定的電流才不至于因功率損耗產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致銅線的熔化或因過(guò)熱而剝離,從而損壞PCB板和板載器件。電子模塊的輸出一般情況下也需要對(duì)由于短路或電機(jī)堵轉(zhuǎn)所造成的過(guò)電流進(jìn)行保護(hù)。而電子模塊也有可能由于系統(tǒng)其他部分的故障而出現(xiàn)損壞,例如二極管短路或電源接地?cái)嚅_。對(duì)于這些潛在的問(wèn)題,熔斷器并不被認(rèn)為是可以接受的方案,這由于熔斷器是一次性的器件,且在發(fā)生故障后必須更換。還有應(yīng)用基于感測(cè)和開關(guān)的多器件電路或SmartFET(智能化場(chǎng)效應(yīng)管),但這些設(shè)計(jì)需要格外的仔細(xì),占用了較多的寶貴的板卡空間,且成本非常高。
自恢復(fù)保險(xiǎn)絲(PTC)對(duì)于電子模塊的過(guò)電流或過(guò)熱保護(hù)來(lái)說(shuō),是一項(xiàng)適用、高效而經(jīng)濟(jì)的方案。自恢復(fù)保險(xiǎn)絲通常用于計(jì)算機(jī)和外設(shè)的IEEE1394輸出的限流保護(hù),以及對(duì)全球定位系統(tǒng)(GPS)、DVD、無(wú)線電和遠(yuǎn)程信息通訊電路板的限流保護(hù)。由于自恢復(fù)保險(xiǎn)絲能夠快速有效的將電流限制在安全的范圍內(nèi),且其體積小巧,能夠直接安裝在電路印刷板上,控制模塊內(nèi)的每個(gè)電源回路均可單獨(dú)采用一個(gè)器件進(jìn)行保護(hù)。
3)小型電機(jī)的保護(hù) 絕大多數(shù)的汽車執(zhí)行器所執(zhí)行的操作中均要求執(zhí)行器將某種物體移動(dòng)至其移動(dòng)范圍的限度為止。例如,移動(dòng)座位或關(guān)閉車窗。由于這些操作也可手動(dòng)控制,執(zhí)行器在器械達(dá)到其移動(dòng)限度時(shí)仍可能接通電源,此種情況下執(zhí)行器電機(jī)堵轉(zhuǎn),其反電動(dòng)勢(shì)(EMF)降為零。由于這一方向與供電電壓相反的反電動(dòng)勢(shì)消失時(shí),執(zhí)行器電機(jī)的電流可能迅速上升,通??蛇_(dá)到正常運(yùn)行值的2-- 4倍。由于執(zhí)行器電機(jī)的繞組采用極細(xì)的導(dǎo)線繞制,這種高的堵轉(zhuǎn)電流將導(dǎo)致其溫度快速上升。很多情況下,幾秒鐘之內(nèi)溫度將上升到足以對(duì)執(zhí)行器電機(jī)繞組的絕緣漆造成永久的損壞。若絕緣消失,則匝間短路可能擴(kuò)大到整個(gè)線圈,使執(zhí)行器無(wú)法工作并可能引發(fā)火災(zāi)事故。
自恢復(fù)保險(xiǎn)絲可以與電機(jī)繞組串聯(lián)安裝在電機(jī)的端蓋處,以達(dá)到更好的熱耦合。在繞組的電流或溫度上升到某一特定值以上時(shí),自恢復(fù)保險(xiǎn)絲保持在一個(gè)高阻值狀態(tài)下,將電流限制在一個(gè)很低的數(shù)值,并防止執(zhí)行器電機(jī)出現(xiàn)損壞。在故障消除和電源斷開后,自恢復(fù)保險(xiǎn)絲冷卻下來(lái),恢復(fù)到低阻值,電流即可正常通過(guò)。
保險(xiǎn)絲的應(yīng)用有千萬(wàn)種,但其作用都是一致的,為保護(hù)電路的安全而努力戰(zhàn)斗著!