保险丝在电路设计中的关键特性参数

2023-6-8 17:40| 发布者: 开心| 查看: 274| 评论: 0

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摘要: 保险丝是应用很广泛的保护器件了，当电流超过其额定电流后，在一定的时间内保险丝就会熔断，如果仅仅知道这些是没办法设计出可靠的保险丝保护电路的。我们需要对保险丝的 ...

    保险丝是应用很广泛的保护器件了，当电流超过其额定电流后，在一定的时间内保险丝就会熔断，如果仅仅知道这些是没办法设计出可靠的保险丝保护电路的。我们需要对保险丝的关键特性参数有很好的了解才行。主要是额定电流、安培平方/秒曲线、额定电压以及温度对器件参数的影响。
  1. 额定电流
  首先要说的是保险丝的额定电流承载能力，规格书中的额定电流通常在标称操作条件以及环境温度大多为 25ºC 下测出来的电流值。事实上此额定电流值会随温度升高而变化，因此需要注意该问题，也就是说我们在考虑保险选型时需要基于温度进行降额选型，一般的经验是电路实际工作电流位保险额定值的75%。

  举个例子，对用10A电流的电路中，我们的保险选型应在13A左右，在保险丝起作用之前，需要确保电路元件能够承受过大电流。换句话说，要确保与熔断器串联的器件的额定电流高于熔断器的熔点。这样每次电流突然增加时，只有保险丝会熔断，而不会造成其他器件损坏。
  下图是某保险丝的规格书额定电流随温度变化曲线。在 25ºC 的环境温度下，三种保险丝的载流能力都达到 100%。然而，超过这个温度，保险丝的电流承载能力开始下降。例如，慢熔断保险丝的载流能力在 65ºC 的工作环境温度下将降低到大约 82%。总而言之，保险丝的目的是在发生大电流时保护电路。但是，保险丝也不应该太过灵敏，避免非预期关断。

  2. I2t曲线（熔点）
  第二个比较重要的保险丝电气参数是I2t额定值。特别是大电容的负载在启动期间（电容器充电时），电路中可能会出现非常高的电流。保险的额定电流值仅适用于稳态条件。对于I2t又叫熔断电流，可以理解成这个参数主要是给瞬态条件设计的。为避免每次出现高浪涌电流时保险丝异常熔断，保险丝的I2t必须高于电路的 I2t。

举个例子，如果某个保险丝的 I2t 为100A 2秒，如果电路中出现的浪涌电流最长时间为1秒，那么电路的最大允许浪涌电流应该是多少呢？计算如下：

  3. 额定电压
  第三个比较重要的保险丝特性参数是额定电压。许多人在进行电路选型时一般不考虑额定电压，因为觉得保险丝是串联在电路中，并且保险丝的电阻非常小，没必要考虑额定电压，事实上，当保险丝熔断或开路时，当开路电压高于保险丝的额定电压，此时保险可能会发生爆炸并可能引发起火，所以基于安全原因，需要确保这个参数选型正确，假设开路电压（保险丝熔断时）为120V，则保险丝的额定电压值应大于此值。
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