【導讀】保險絲的選型通常是工程師們容易忽略的一個問題,更多的是憑著電流值就簡單的進行選型,或者參考同類產品其他廠商的規(guī)格,往往發(fā)現(xiàn)保險絲的電流規(guī)格比自己的設計相差了很多。本文旨在講述一些最重要的基本指標,提供給工程師們一些簡單的選型依據(jù)。
保險絲額定電流是動作電流嗎?額定電流1A的保險絲,當其電流上升到1A甚至略高時,它會熔斷嗎?偶爾或經常出現(xiàn)脈沖浪涌電流怎么辦?只用考慮快熔斷或慢熔斷特性嗎?較大能量的脈沖會不會使其壽命下降?保險絲會不會該斷開時斷不開?下面就讓我們一起探討。
1、保絲能流過多少電流?
額定電流是保險絲可以長期工作的電流值,并非是動作電流。
因保險絲涉及安全問題,它屬于安全器件,必須通過相關的認證,才能生產和銷售。
通常安規(guī)要求保險絲在額定電流工作時,其溫度不應該超過允許值,如UL規(guī)定100%額定電流時,溫度不能超過75℃。
安規(guī)對當實際電流大于額定電流時熔斷時間也作出較嚴格要求。例如某規(guī)格的保險絲給出在1.5倍額定電流時,保險絲最少可以持續(xù)工作60分鐘;在2.1倍額定電流時,最大可以持續(xù)工作2分鐘;在2.75倍額定電流時最少可以工作400ms,最多可以工作10S;還有4倍、10倍額定電流時對熔斷時間要求。
另外UL規(guī)格保險絲過載能力低,因此需要一個電流折減(Frf=0.75),如3A的應用,不考慮其他特性影響時,應至少選用4A(3/0.75=4)保險絲。
2、怎么才能安全工作?
當后級電路出現(xiàn)故障(如短路),那么輸入電壓幾乎全部加在了保險絲兩端!這就產生非常大的電流。這么大的電流會導致保險絲持續(xù)導通而無法拉斷嗎?完全可能!所以,提出了分斷電流的概念。
IEC與UL對分斷能力有不同的要求。以IEC 127為例,有如下規(guī)定:
低分斷(LBC)能力保險絲必須能切斷35A電流或10倍額定電流中較大者。
中分斷(EBC)能力保險絲必須能安全切斷150A電流;
高分斷(HBC)能力保險絲必須能安全切斷1500A電流。
分斷能力,是保險絲最重要的安全指標,因此,在選擇保險絲時,應仔細考慮該特性,并實際測試,保險絲可能出現(xiàn)的最大短路電流不應超過保險絲額定分斷能力,保證在后級出現(xiàn)故障、有大電流流過時,保險絲可以安全切斷電路,不會造成安全問題。
3、保險絲熔斷要多久?它的壽命有多長?
熔斷特性,也稱為I-T特性。這個特性是主要的性能指標,根據(jù)熔斷時間可以將保險絲分為快熔、慢熔、中等速度熔斷。對阻性電路或保護敏感器件的電路中,應選用快熔斷保險絲;對容性和感性電路或有較大脈沖的電路,應選用慢熔斷保險絲。如圖是某系列快熔保險絲的I-T特性。它表明了不同電流負載時保險絲熔斷的時間范圍。
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圖1 保險絲電流時間特性
另一個需要考慮的關于保險絲熔斷的特性是熔斷能量I2*t。
用Ip2*t表示保險絲能承受的浪涌能量(標稱熔斷能量),i2*t表示實際工作時的浪涌能量。當i2*t》Ip2*t時,保險絲被熔斷。通過對標稱熔斷能量降額,可以估算保險絲可承受浪涌的次數(shù)。各個品牌的保險絲有些差異,如一些保險絲降額至20%的標稱熔斷能量,可以承受100000次脈沖。
4、溫度對保險絲的影響
同半導體一樣,保險絲也是溫度敏感器件。隨著溫度升高,其額定工作電流需要進行相應的降額。這很容易理解,本身保險絲就是依靠熱量來將其熔斷的,其溫度等于環(huán)境溫度加上工作時的溫升,當環(huán)境溫度較高時,有必要使其自身溫升降低,因此需對額定電流降額??梢杂脺囟日蹨p率(Tf)來表示相應的降額系數(shù)。
如圖所示為溫度降額曲線,以曲線A為例,在溫度為80℃時,Tf為0.75。因此,若不考慮其他特性的影響,對3A的應用,至少應選擇4A(3/0.75=4)的保險絲。
圖2 保險絲環(huán)境溫度特性