一文搞懂保险丝
一、保险丝选型注意事项
- 1.1 额定电流
- 1.2 额定电压
- 1.3 分断能力
- 1.4 熔化热能值
- 1.5 封装尺寸
- 1.6 温度影响
- 1.7 安规认证
二、术 语
2.1 额定电流 In
额定电流: 反映保险丝实际应用时的电流值，In 被标在保险丝上；
2.2 慢熔断: (延时型，抗浪涌）
在高过流时，保险丝动作较慢，慢熔断保险丝上含有锡球或镀层；
2.3 快熔断:
在高过流时，保险丝动作较快
2.4 额定电压 / 电压等级
保险丝可以被使用的最大系统电压，在这个电压下不应有对人的 破坏能力，额定电压被标注在保险丝上，例如：32, 63, 125, 250, 600V
2.5 分断等级/分断能力
额定电压条件下，保险丝能够安全地分断的预期电流.
没有对环境的损害;
烧断的保险丝是完整的;
绝缘电阻;
0.1MOhm (at 250V or twice rated voltage)
分断等级举例:
- 35 A / 10*In 250V 管状.
- 150 A 250V 管状.
- 1500 A 250V 管状.
- 10kA 125V 管状.
- 10kA以上电工类产品
注: 保险丝系列还有更多的分断等级.
例如 UL 系列 10kA/125Vac 和 35A/250Vac
2.6 最小熔断电流 Is
保险丝在长时间负载后，其熔丝刚刚开始熔化的电流值，IEC规范中最小熔断电流 Is 被设定为大约 1.7 倍额定电流 In，UL规范中，最小熔断电流 Is 被设定为大约 1.2 倍额定电流 In。
2.7 熔断系数 f
最小熔断电流和额定电流之间的比率 (f = Is / In)。
2.8 It 曲线 / 特性
熔断时间对电流的函数关系。
比率: IEC 的 IT 曲线
比率 : UL 的 IT曲线
2.9 绝热的过程
因为熔断的瞬间，能量集中在熔丝专用的范围内，没有 热量向外层传输或散发
2.10 I²t 值
当保险丝因受到脉冲电流而动作时所必需的能量值。
三、保险丝基础
3.1 保险丝构造
3.2 快速保险丝熔断过程
虽然没有锡球 / 镀复，快速动作保险丝不允许长时间在175-225° C 以上使用：
熔丝材料的氧化
材料性质的改变.
3.3 延时保险丝熔断过程
在高过载时，慢熔断保险丝的动作原理因为没有时间用来开始扩散的过程， 高过载系指 4In 和更高的过载电流
扩散在 150-170° C 时开始. 慢熔断保险间工作在150° C 以上，以防止老化。
3.4 限制电流 : 预期电流
3.5 IR : IEC/UL
IR – Interruption Rating or Short Circuit Rating
对 IEC 和 UL 标准的管状保险丝来说，只指定交流的分断能力测试，直流测试的情况是非常不同的
交流与直流比较：
在交流中，每半个周期会通过零电压位，这将有助于熄灭 飞弧，这种情况在直流中就不会出现。
交流分断和直流分断：
直流试验是非常严格的，直流分断等级 << 交流分断等级
分断等级：保险丝受制于，高电压 (>额定电压)，高电流 (> 额定分断能力) 保险丝有可能会爆炸。
3.6 持续电流
为防止异常分断，要求在连续使用电流和最小熔断电流之间 有一个安全的差数，这是因为在实际应用和实验室之间有不 同的条件，就比如:
其它电线的横截面 / 印刷线路板的跟踪尺寸。
- 保险丝夹子的接触电阻；
- 温度和电流的波动；
- IEC 保险丝的持续电流:
最大 100% 额定电流 (=100%In)
- UL 保险丝的持续电流:
最大 75% 额定电流 (=75%In)
3.7 熔化热能值 I²T
I2T: 计算熔断时间
I²t = 恒定值 (短时间)
例: 100mA， I²t = 0.003A²s
在25A时，保险丝动作需要多少时间?
t= I²t / I² = 0.003 / (25)² = 4.8uS
3.8 I²T: 电流脉冲
由于绝热的电流脉冲使熔丝受到压力（温度的和机械 的），在能量和脉冲数量的压力下 ，它将逐步老化。
- 疲劳；
- 多次的扩散；
- 氧化；
脉冲承受能力:
保险丝能够承受绝热的脉冲电流冲击的总次数，每次冲击之间要有足 够的冷却。
脉冲：
3.9 温度对保险丝额定值的影响
熔丝上的温度 = 环境温度 (Ta) + 因负载电流而上升的温度 (dT)
- 举例 1：如何选用UL 规格的保险丝？
计算: 步骤 1：
计算: 步骤2：
计算: 步骤3：
- 举例 2：
上例中如果改用延时型 IEC 规格的低分断能力保险丝来 替代 UL 规格的保险丝， 应选择哪一个额定值?
计算: 步骤 1：
计算: 步骤 2：
计算: 步骤 1：
计算: 步骤 2：
计算: 步骤 3：
3.10 电安保险丝分类
