选择直流稳压电源保险丝的必知经验
优质直流稳压电源保险丝的定义
一个优质的或合适的直流稳压电源保险丝至少应该符合三项要求:该断的时侯要断,不该断的时侯不能断,断的过程必须保证安全。
直流稳压电源保险丝的第一功能是保护功能,也就是在需要保护的时侯直流稳压电源保险丝应该起到作用,这也是我们选择直流稳压电源保险丝时需要首先考虑的。一般情况下直流稳压电源保险丝的额定直流稳压电源电流一定要大于直流稳压电源电路正常工作直流稳压电源电流,且拥有一定的过载能力,但如果余量过大,将会降低或削弱其保护功能,直流稳压电源保险丝应该动作的时侯不动作,造成被保护的元器件损坏甚至更严重的危险后果。设计人员选用直流稳压电源保险丝时的主要参考工具是直流稳压电源保险丝制造商提供的产品规格书中的“时间-直流稳压电源电流特性曲线”。由于曲线上所反映的熔断时间都是在正常大气条件下的,必要时我们还需要适当考虑环境温度等的影响。选择恰当熔断特性的直流稳压电源保险丝品种和恰当的额定直流稳压电源电流规格才能满足直流稳压电源保险丝的保护功能。
直流稳压电源保险丝的第二功能是承载功能,也就是平常所说的耐脉冲能力,这是我们选择直流稳压电源保险丝时必须同时考虑的重要课题。在直流稳压电源保险丝使用的过程中,出现正常直流稳压电源电流波动或瞬间脉冲的机会大大多于故障过直流稳压电源电流,所以在某种意义上来说,这方面的考虑对直流稳压电源保险丝的使用来说显得格外重要和更具有实际意义。只要直流稳压电源保险丝的熔化热能值I2t大于直流稳压电源电路脉冲的能量,直流稳压电源保险丝就能够承受,“时间-熔化热能曲线”是提供给设计人员选用直流稳压电源保险丝时的耐脉冲能力的工具(同样地也可以采用直流稳压电源电流-熔化热能曲线的形式),更进一步看直流稳压电源保险丝在经受脉冲冲击时即使不熔断也会受到一定的损伤,换句话说此时直流稳压电源保险丝的I2t就会减小,也就是耐脉冲的能力降低了,所以在选择直流稳压电源保险丝时还必须考虑这个衰减的因素,通常的简易计算需要放3-5倍的余量来保证直流稳压电源保险丝有足够的耐脉冲能力。直流稳压电源保险丝的耐脉冲能力和它的保护性能是有矛盾的,在这两个方面我们必须求得一个合理的平衡,寻找最佳的结合点。选择有恰当熔化热能值的直流稳压电源保险丝品种规格和放大足够并合理的安全余量才能满足直流稳压电源保险丝的承载功能(耐脉冲能力)。
直流稳压电源保险丝的第三功能是安全功能。优质可靠的直流稳压电源保险丝应该在其动作前,动作中和动作后都能保证安全性,即安全地导通和安全地熔断。能够保证直流稳压电源保险丝这项要求的主要技术指标就是分断能力。分断能力是直流稳压电源保险丝能够安全地切断直流稳压电源电路的最大直流稳压电源电流,一般情况下是指短路直流稳压电源电流。就是直流稳压电源保险丝在遇到短路直流稳压电源电流时必须能够绝对安全地分断直流稳压电源电路,即在分断过程中不发生任何不安全的因素,如持续拉弧、多次导通、破碎、飞溅、燃烧、以至爆炸等。每一种直流稳压电源保险丝的分断能力都必须大于等于被保护直流稳压电源电路的最大短路直流稳压电源电流。直流稳压电源保险丝的额定直流稳压电源电压决定了它的耐压,也是直流稳压电源保险丝安全性能的另一个指标,只能使用在工作直流稳压电源电压小于等于直流稳压电源保险丝额定直流稳压电源电压的直流稳压电源电路中。,世界各国和各地区对安全元件都进行安全认证,直流稳压电源保险丝的安全认证对于它的安全功能来说也是必不可少的。选择具有足够分断能力和额定直流稳压电源电压的,并获得必要的应用地区的安全认证的直流稳压电源保险丝品种,才能满足直流稳压电源保险丝的安全功能。
综上所述,适当的熔断特性和额定直流稳压电源电流;足够而合理的熔化热能值;以及合适的分断能力、额定直流稳压电源电压和安全认证是保证直流稳压电源保险丝主要功能的必要条件,只有在具备了这三个条件的基础上,同时协调好保护性能和耐脉冲能力之间的制约,求得最合理的平衡,我们才有可能做出判断:这样的直流稳压电源保险丝才是优质可靠的直流稳压电源保险丝
选择直流稳压电源保险丝的几个要素
1. 额定直流稳压电源电流---In
●直流稳压电源保险丝的额定直流稳压电源电流是指它的公称额定直流稳压电源电流, 通常就是直流稳压电源电路能够工作的最大直流稳压电源电流值。
●正确选择直流稳压电源保险丝的额定直流稳压电源电流值, 必须作如下考虑:
●例如: 直流稳压电源电路的工作直流稳压电源电流: Ir = 1.5 A,
●UL规格直流稳压电源保险丝额定直流稳压电源电流应是: In = Ir/Of = 1.5/0.75 = 2A z 这儿的 Ir是直流稳压电源电路工作直流稳压电源电流,Of 是 UL 规格直流稳压电源保险丝的折减率
●所以应该选择 2A 的直流稳压电源保险丝
●对于 IEC规格直流稳压电源保险丝则没有折减率要求, 即: Ir = In z 如果特殊的额定直流稳压电源电流不是通用的, 应该选最邻近的较高值。
●错误的选泽:把希望直流稳压电源保险丝熔断的直流稳压电源电流值作为额定直流稳压电源电流值
2. 额定直流稳压电源电压---Un
●直流稳压电源保险丝的额定直流稳压电源电压是指它的公称额定直流稳压电源电压, 通常就是直流稳压电源保险丝断开后能够承受的最大直流稳压电源电压值。
●直流稳压电源保险丝通电时两端所承受的直流稳压电源电压大大小于其额定直流稳压电源电压,因此额定直流稳压电源电压基本上无关紧要。
●正确选择直流稳压电源保险丝额定直流稳压电源电压应该等于或大于直流稳压电源电路直流稳压电源电压 z 例如: 250V的直流稳压电源保险丝可以用于 125V的直流稳压电源电路
●对于低直流稳压电源电压的电子应用, 一个交流额定直流稳压电源保险丝可以用于直流直流稳压电源电路中。
●关于直流稳压电源保险丝的额定直流稳压电源电压主要应考虑: 当直流稳压电源电路直流稳压电源电压不超过熔断器额定直流稳压电源电压时, 直流稳压电源保险丝是否有能力分断给出的最大直流稳压电源电流
●认识的误区:直流稳压电源保险丝的额定直流稳压电源电压必须跟直流稳压电源电路直流稳压电源电压一致!
3. 环境温度
●直流稳压电源保险丝所处小环境温度或已知的工作温度, 对直流稳压电源保险丝的动作是有影响的 z 环境温度越高, 直流稳压电源保险丝的工作时就越热, 其寿命也就越短
●不管是 UL 规格还是 IEC规格, 直流稳压电源保险丝的各项指标都是指在25 ℃ ,如小环境工作温度较高,则要考虑直流稳压电源保险丝的温度折减率。
●例: 选用快熔断直流稳压电源保险丝在 90 0C小环境下和 1.5A 直流稳压电源电流下工作,,若选用 IEC规格直流稳压电源保险丝, 那么额定直流稳压电源电流就是:
In = In/ Tf = 1.5A/0.95 = 1,58 A 推荐 1.6 A 或 2 A 的直流稳压电源保险丝
若选用UL 规格直流稳压电源保险丝 那么额定直流稳压电源电流就是:
In = In/OfxTf = 1.5A/0.75x0.95 = 2.1 A 应选 2.5 A 的直流稳压电源保险丝
4. 直流稳压电源电压降/冷电阻---Ud/R
●一般情况下,直流稳压电源保险丝的电阻值与它的额定直流稳压电源电流值成反比。
●在保护直流稳压电源电路中要求直流稳压电源保险丝阻值越小越好,这样它的损耗功率就小;因此在直流稳压电源保险丝技术参数中规定了最大直流稳压电源电压降值或冷电阻值,但不作为产品验收依据。
●直流稳压电源保险丝的直流稳压电源电压降:通以直流额定直流稳压电源电流,使直流稳压电源保险丝达到热平衡后所得的读数。
●直流稳压电源保险丝的冷电阻:在小于额定直流稳压电源电流10%的条件下测得的读数 z 直流稳压电源保险丝的直流稳压电源电压降和冷电阻可以互相换算。
●小规格直流稳压电源保险丝的直流稳压电源电压降对低压直流稳压电源电路的影响较大,务必注意! z 极端情况下由于电阻太大会无法输出需要的工作直流稳压电源电流。
5. 熔断特性
●也称作直流稳压电源保险丝的时间-直流稳压电源电流特性或I-T特性或安秒特性, 是直流稳压电源保险丝最主要的电性能指标,它表明了直流稳压电源保险丝在不同过载直流稳压电源电流负载下熔断的时间范围。 z 当流经直流稳压电源保险丝的直流稳压电源电流超过额定直流稳压电源电流时, 熔体温度逐渐上升,以至最后直流稳压电源保险丝被烧断,我们把这都归属为一种过载状态。
●直流稳压电源保险丝需要有一定的过载能力:
UL规范直流稳压电源保险丝的最大不熔断直流稳压电源电流是110%In; IEC规范直流稳压电源保险丝的最大不熔断直流稳压电源电流是150%In或120%In z 直流稳压电源保险丝也要求在超过限量的过载直流稳压电源电流时能及时地烧断:
UL规范直流稳压电源保险丝的最小熔断直流稳压电源电流在130%In 左右; IEC规范直流稳压电源保险丝的最小熔断直流稳压电源电流在180%In 左右
●根据熔断特性不同,可以把直流稳压电源保险丝分为快速型和延时型等:
●快速直流稳压电源保险丝常用在阻性直流稳压电源电路中,保护一些对直流稳压电源电流变动特别敏感的元器件;
●延时直流稳压电源保险丝常用在直流稳压电源电路状态变化时有较大浪涌直流稳压电源电流的感性或容性直流稳压电源电路中,它能承受开关机时浪涌脉冲的冲击,而真正出现故障时仍能较快的断开直流稳压电源电路
●每一条曲线代表了一个规格直流稳压电源保险丝的熔断特性,对应每一个负载直流稳压电源电流都能找到它的熔断时间。
●不同类型直流稳压电源保险丝具有不同形状的特性曲线。
时间/直流稳压电源电流特性曲线最好地描绘了直流稳压电源保险丝的过载性能,供设计师选用直流稳压电源保险丝规格时主要的参考.
保险丝时间-直流稳压电源电流特性表
通常规定用曲线中的几个关键点来考核直流稳压电源保险丝的过载性能。是对直流稳压电源保险丝进行质量评判或验收时的主要依据.
6.分断能力---Ir
●分断能力也称为最大分断能力或短路分断能力或遮断直流稳压电源电流。
●分断能力是直流稳压电源保险丝最主要的安全指标。它表明了在规定的直流稳压电源电压下, 直流稳压电源保险丝能安全地切断的最大直流稳压电源电流。
●当流经直流稳压电源保险丝的直流稳压电源电流相当大以至短路的时侯,仍要求直流稳压电源保险丝能安全分断直流稳压电源电路,且不带来任何破坏性。
●当超过额定分断直流稳压电源电流值时, 直流稳压电源保险丝有可能出现破碎,爆炸,喷 溅,引起周围人身或其他元器件的燃烧和破坏等不安全现象。
●直流稳压电源保险丝的分断能力取决于直流稳压电源保险丝的结构和所用的材质, 一般来说低分断能力直流稳压电源保险丝大部份都是玻璃壳体的, 高分断能力直流稳压电源保险丝通常有陶瓷壳体, 其中许多还填充有纯净颗粒状石英材料
●按照常规, 当被保护系统是直接联接到直流稳压电源输入直流稳压电源电路和直流稳压电源保险丝被置于直流稳压电源输入部份时, 一定要使用高分断能力直流稳压电源保险丝.
●在大部分二次直流稳压电源电路中, 特别是直流稳压电源电压低于直流稳压电源电压时, 选用低分断能力直流稳压电源保险丝就足以能胜任了.
7. 熔化热能值—I2t
●熔断器的熔化热能值(If2t)是指熔体熔断所需要的能量值, 通常被用于熔断器承受浪涌能力的技术指标,其中 I为过载直流稳压电源电流,t为熔断时间 z 直流稳压电源电路中出现浪涌时所释放出来的能量值(Ir2t)
●原则: 选用熔断器时必须考虑 If2t>Ir2t, 即熔断器的熔化热能应大于浪涌直流稳压电源电流释放的热能
●熔断器的熔断时间跟直流稳压电源电流产生的热量, 散热条件及熔断器的热容特性等都有关,许多因素都会影响熔断器的熔断时间,所以熔断器在不同的分断直流稳压电源电流或分断时间会有不同的If2t,也就是说If2t并不是一个常数
●能量/时间曲线最好地描绘了直流稳压电源保险丝的熔化热能变化情况,供设计师选用直流稳压电源保险丝耐脉冲能力时主要的参考.
●耐脉冲冲击次数
●当If2t > Ir2t时,熔断器应能承受脉冲的冲击,不会被熔断但会受到一些损伤,从而略微降低它的If2t
●通过计算和选择 If2t 和Ir2t的关系,可以知道熔断器能够承受的脉冲次数,反过来说需要熔断器能够承受多少次以上的浪涌冲击,就必须选择熔断器的 If2t与直流稳压电源电路脉冲的Ir2t关系
●AEM 熔断器的If2t 和Ir2t的大概关系
Ir2t <= 30% If2t 100,000次
Ir2t <= 38% If2t 10,000次
Ir2t <= 48% If2t 1,000次
●Littelfuse直流稳压电源保险丝的If2t和Ir2t的大概关系
Ir2t <= 22% If2t 100,000次
Ir2t <= 29% If2t 10,000次
Ir2t <= 38% If2t 1,000次
8. 耐久性/寿命
●直流稳压电源保险丝的寿命是很长的,在无故障的情况下几乎与设备的寿命是可以同步的
●测试 IEC 规格的小型管状直流稳压电源保险丝寿命的方法:在直流直流稳压电源条件下,以1.20 In(或1.05 In)直流稳压电源电流导通一小时,断开15分钟,连续100个周期,最后再以1.5 In(或1.15 In) 直流稳压电源电流导通一小时,期间不能有熔断或其他异常现象。
●直流稳压电源保险丝的储存期,在正常条件下不少于两年,到期经复检合格后可再行储存。
9. 结构特征和安装形式 结构特征
●管状:玻璃管-低分断能力,陶瓷管-高分断能力;
填充细粒石英沙-用于灭弧,玻璃管变色-熔断指示;
内焊式与外焊式;
加引线套帽-用于焊接(有时需先将引线成型) ... ...
●微型:电阻式,晶体管式,薄膜式 ... ...
●片式:薄膜式,多层独石,电阻式 ... ...
●其他:插片式,螺栓式,密封式,报警式 ... ...
●熔体结构:圆丝,扁丝,单丝,双丝,复合丝;
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