保险丝选型实例

1、.1 电电 路路 保保 护护 什么是保险丝什么是保险丝? 它是如何工作的它是如何工作的? IEC 和和 UL 的区别的区别 如何选择保险丝如何选择保险丝? 名词术语的理解名词术语的理解 额定电流，额定电压，等等额定电流，额定电压，等等. 介绍介绍 CCEE 这次会议的目的这次会议的目的: 引言引言 .2 防止人身的伤害防止人身的伤害 防止着火或设备损坏防止着火或设备损坏 电电 路路 保保 护护 什么是保险丝什么是保险丝? 引言引言 .3 电电 路路 保保 护护 标标 准准 电子保险丝电子保险丝 .4 电电 路路 保保 护护 定义定义. 测试说明测试说明 / 设置设置 (实验室实验室). 产品尺

2、寸产品尺寸. 产品性能规定产品性能规定. 环境温度范围环境温度范围. 参考的其他标准参考的其他标准 / 规格规格. 标准标准: 目录目录 电子保险丝电子保险丝 .5 电电 路路 保保 护护 MIL 可焊性可焊性. 振动振动 / 冲击冲击. 盐雾盐雾. 温度温度 / 湿度规格湿度规格. 标准标准: 参考参考 电子保险丝电子保险丝 .6 电电 路路 保保 护护 标准标准: 保险丝保险丝 汽车的汽车的 电子的电子的 电力的电力的 ATO MIDI CARTR. LT5 (PICO) (SMD) MIDGET BLS JTD SAE J 1284 IEC127 UL248/198G LF UL248/

3、198G UL248198C 等等等等. 等等等等.等等等等. 电子保险丝电子保险丝 .7 电电 路路 保保 护护 IEC 127 第第 2 部分部分 ,规格单规格单1,2,3,4,5,6 - 管状保险丝管状保险丝 IEC 127 第第 3 部分部分+am 1. 规格单规格单1,2,3,4 微型保险丝微型保险丝 UL 248-14 （=以前的以前的 UL198G) 标准标准: 电子类的电子类的 电子保险丝电子保险丝 .8 电电 路路 保保 护护 UL 列名列名: 完全按照完全按照 UL 的标准做的保险丝的标准做的保险丝 UL 认可认可: 对于没有现行的对于没有现行的 UL 标准的保险丝标准的保

4、险丝 - 符号制造厂商规格的保险丝符号制造厂商规格的保险丝. - 遵守遵守IEC60127等等规格的保险丝等等规格的保险丝. 对于两大规范保险丝的测试的探究对于两大规范保险丝的测试的探究. 标准标准: UL 列名列名 和和 认可认可 电子保险丝电子保险丝 .9 电电 路路 保保 护护 UMF * (通用的模块化保险丝通用的模块化保险丝). 第一种第一种 IEC 和和 UL 标准通用的保险丝标准通用的保险丝 - IEC 127 第第 4 部分部分 表面安装和穿孔式保险丝表面安装和穿孔式保险丝 标准标准: UMF 电子保险丝电子保险丝 .10 电电 路路 保保 护护 保险丝标准保险丝标准 完完 电

5、子保险丝电子保险丝 .11 电电 路路 保保 护护 基本熔丝学基本熔丝学 电子保险丝电子保险丝 .12 电电 路路 保保 护护 额定电流额定电流 In 额定电流额定电流: 反映保险丝实际应用时的电流值反映保险丝实际应用时的电流值. - In 被标在保险丝上被标在保险丝上. 术术 语语 电子保险丝电子保险丝 .13 电电 路路 保保 护护 慢熔断慢熔断: (延时型，抗浪涌）延时型，抗浪涌） - 在高过流时，保险丝动作较慢在高过流时，保险丝动作较慢. - 保险丝上标有保险丝上标有 T. - 慢熔断保险丝上含有锡球或镀层慢熔断保险丝上含有锡球或镀层. 快速动作快速动作: - 在高过流时，保险丝动作较

6、快在高过流时，保险丝动作较快. - 保险丝上标有保险丝上标有 F. 术术 语语 电子保险丝电子保险丝 .14 电电 路路 保保 护护 基础基础: 构造构造 金属镀复的末端金属镀复的末端 基体基体 熔丝熔丝 Sn锡球锡球 壳体壳体 熔丝熔丝 金属端帽金属端帽 Sn 锡球锡球 / 镀层镀层 锡锡/铅铅锡锡/铅铅 Sn 锡球锡球 电子保险丝电子保险丝 .15 电电 路路 保保 护护 基础基础: 温度剖析温度剖析 温度温度(C) 负载电流时的温度负载电流时的温度 PCB Sn 锡球锡球 PCB 电子保险丝电子保险丝 In I In 熔点熔点 .16 电电 路路 保保 护护 t = 0 固体固体 t =

7、1 液体液体 固体固体 和和 液体液体 基础基础: 快速保险丝熔断过程快速保险丝熔断过程 电子保险丝电子保险丝 .17 电电 路路 保保 护护 t =1 分离分离 t =3 飞弧加剧飞弧加剧,继续灼烧后面，继续灼烧后面， 飞弧熄灭飞弧熄灭 保险丝断开保险丝断开 t =2 开始飞弧和灼烧后面的熔丝开始飞弧和灼烧后面的熔丝 基础基础:快速保险丝熔断过程快速保险丝熔断过程 电子保险丝电子保险丝 .18 .19 电电 路路 保保 护护 熔断过程中熔丝温度熔断过程中熔丝温度 (C) t0 t1 t2 t3 20 5000 相应的时间相应的时间 t1-t3 t0-t1 基础基础: 快速保险丝熔断过程快速保

8、险丝熔断过程 电子保险丝电子保险丝 1000 .20 电电 路路 保保 护护 基础基础:延时保险丝熔断过程延时保险丝熔断过程 t = 0 熔丝和锡球都是固体熔丝和锡球都是固体 t = 1 熔丝熔丝=固体固体, 锡球锡球=液体液体 扩散过程开始扩散过程开始 t =2 液体合金液体合金 (熔丝熔丝+锡球锡球) 熔丝熔丝=液体液体, 锡球锡球=液体液体, 混合部混合部=固体固体 和和 液体液体 扩散过程在进行中扩散过程在进行中 电子保险丝电子保险丝 .21 电电 路路 保保 护护 t =2 分离分离 t =3 飞弧加剧飞弧加剧, 继续灼烧后面熔丝继续灼烧后面熔丝 飞弧熄灭飞弧熄灭 保险丝断开保险丝断

9、开 开始飞弧开始飞弧 和和 灼烧后面的熔丝灼烧后面的熔丝 基础基础:延时保险丝熔断过程延时保险丝熔断过程 电子保险丝电子保险丝 .22 电电 路路 保保 护护 熔断过程中熔丝温度熔断过程中熔丝温度 (C) 相应的时间相应的时间 t0 t1 t2 t3 600 20 5000 t2 t3 10kOhm - 0.5MOhm 术术 语语 电子保险丝电子保险丝 .29 电电 路路 保保 护护 分断等级举例分断等级举例: - 35 A / 10*In 250V 管状管状. - 150 A 250V 管状管状. - 1500 A 250V 管状管状. - 10kA 125V 管状管状. - 10kA 电工

10、类产品电工类产品 注注: 保险丝系列还有更多的分断等级保险丝系列还有更多的分断等级. 例如例如 UL 系列系列 10kA/125Vac 和和 35A/250Vac. 术术 语语 电子保险丝电子保险丝 .30 电电 路路 保保 护护 限制电流限制电流 : 预期电流预期电流 电路中没有保险丝电路中没有保险丝 电路中有保险丝电路中有保险丝 保险丝通过连接器（铜排）接入试验电路，预期电流保险丝通过连接器（铜排）接入试验电路，预期电流 是有规则的交流波。是有规则的交流波。 I (A) t 电子保险丝电子保险丝 .31 电电 路路 保保 护护 对对 IEC 和和 UL 标准的管状保险丝来说，只标准的管状保

11、险丝来说，只 指定交流的分断能力测试指定交流的分断能力测试. 直流测试的情况是非常不同的直流测试的情况是非常不同的. Ir : IEC/UL 电子保险丝电子保险丝 .32 电电 路路 保保 护护 交流与直流比较交流与直流比较 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 助于熄灭飞弧助于熄灭飞弧. 这种情况在直流中就不会出现。这种情况在直流中就不会出现。 电子保险丝电子保险丝 .33 电电 路路 保保 护护 直流试验是非常严格的直流试验是非常严格的 直流分断等级直流分断等级 额定电压额定电压) 高电流高电流 ( 额定分断能力额定分断能力) 保险丝有可能会

12、爆炸保险丝有可能会爆炸. 电子保险丝电子保险丝 .35 电电 路路 保保 护护 保险丝的额定分断保险丝的额定分断 完完 电子保险丝电子保险丝 .36 电电 路路 保保 护护 保险丝和电流比率保险丝和电流比率 电子保险丝电子保险丝 .37 电电 路路 保保 护护 最小熔断电流最小熔断电流 Is: 保险丝在长时间负载后，其熔丝刚刚开始保险丝在长时间负载后，其熔丝刚刚开始 熔化的电流值熔化的电流值. 熔断系数熔断系数 f: 最小熔断电流和额定电流之间的比率最小熔断电流和额定电流之间的比率 (f = Is / In). It 曲线曲线 / 特性特性: 熔断时间对电流的函数关系熔断时间对电流的函数关系.

13、 术术 语语 电子保险丝电子保险丝 .38 电电 路路 保保 护护 比率比率: IEC 的的 It 曲线曲线 IEC 127 envelope MIN gates MAX gates 0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000 10000 100000 110 I / In time (S) Is = 1.7In 电子保险丝电子保险丝 .39 电电 路路 保保 护护 最小熔断电流最小熔断电流 Is 被设定为大约被设定为大约 1.7 倍额定电倍额定电 流流 In. 定量定量: IEC 的的 It 曲线曲线 电子保险丝电子保险丝 .40 电电 路路 保保 护护 比率比率: UL 的的

14、 It 曲线曲线 UL 248-14 envelope MIN gates MAX gates 0.01 0.1 1 10 100 1000 10000 100000 110 I / In time (S) Is = 1.2In 8 电子保险丝电子保险丝 .41 电电 路路 保保 护护 最小熔断电流最小熔断电流 Is 被设定为大约被设定为大约 1.2 倍额定电倍额定电 流流 In. 定量定量: UL 的的 It 曲线曲线 电子保险丝电子保险丝 .42 电电 路路 保保 护护 为防止异常分断，要求在连续使用电流和最小熔断为防止异常分断，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电流之

15、间有一个安全的差数.，这是因为在实际应用这是因为在实际应用 和实验室之间有不同的条件，就比如和实验室之间有不同的条件，就比如: - 贸易时附加的保险丝盒贸易时附加的保险丝盒. - 其它电线的横截面其它电线的横截面 / 印刷线路板的跟踪尺寸印刷线路板的跟踪尺寸. - 保险丝夹子的接触电阻保险丝夹子的接触电阻. - 温度和电流的波动温度和电流的波动. Ratio: 持续电流持续电流 电子保险丝电子保险丝 .43 电电 路路 保保 护护 IEC 保险丝的持续电流保险丝的持续电流: 最大最大 100% 额定电流额定电流 (=100%In) UL 保险丝的持续电流保险丝的持续电流: 最大最大 75% 额

16、定电流额定电流 (=75%In) Ratio: 持续电流持续电流 电子保险丝电子保险丝 .44 电电 路路 保保 护护 保险丝和电流比率保险丝和电流比率 完完 电子保险丝电子保险丝 .45 电电 路路 保保 护护 熔化热能值熔化热能值 It time current time current 电子保险丝电子保险丝 .46 电电 路路 保保 护护 绝热的过程绝热的过程: 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，没有热量向外层传输或散发. 术术 语语 电子保险丝电子保险丝 .47 电电 路路 保保 护护 It 值值 (见产品

17、目录见产品目录): 术术 语语 电子保险丝电子保险丝 当保险丝因受到脉冲电流而动作时所必需的能当保险丝因受到脉冲电流而动作时所必需的能 量值。量值。 -脉冲持续时间达到脉冲持续时间达到 80mS 时时 - 保险丝的保险丝的 It = 恒定值恒定值 .48 电电 路路 保保 护护 It = 恒定值恒定值 (短时间短时间) 例例: 100mA (F LBC) . It = 0.003As 在在25A时，保险丝动作需要多少时间时，保险丝动作需要多少时间? t= It / I = 0.003 / (25) = 4.8uS I2t: 计算熔断时间计算熔断时间 电子保险丝电子保险丝 .49 电电 路路 保

18、保 护护 由于由于 绝热的绝热的电流脉冲使熔丝受到压力（温度电流脉冲使熔丝受到压力（温度 的和机械的）的和机械的）.在在能量和脉冲数量的压力下能量和脉冲数量的压力下 ，它，它 将逐步老化将逐步老化. - 疲劳疲劳. - 多次的扩散多次的扩散. - 氧化氧化. It: 电流脉冲电流脉冲 电子保险丝电子保险丝 .50 电电 路路 保保 护护 脉冲承受能力脉冲承受能力: It: 脉冲承受能力脉冲承受能力 电子保险丝电子保险丝 保险丝能够承受绝热的脉冲电流冲击的总次数，每次冲击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。之间要有足够的冷却。 - 脉冲能量占熔化热能值中的脉冲

19、能量占熔化热能值中的 % . - 烧断的保险丝完整，最少的老化烧断的保险丝完整，最少的老化. .51 电电 路路 保保 护护 It: 脉冲承受能力脉冲承受能力 pulse withstand capability typical 10 100 1000 10000 100000 1000000 10100 pulse It (% It fuse) Number of pulses 电子保险丝电子保险丝 .52 电电 路路 保保 护护 It: 脉冲脉冲 Ip I = IpIt = Ipt Ip t I = Ipe -ktIt = 1/2 Ipt t t IpI = Ipsin tIt = 1/2

20、 Ipt 电子保险丝电子保险丝 .53 电电 路路 保保 护护 熔化热能值熔化热能值 完完 time current time current 电子保险丝电子保险丝 .54 电电 路路 保保 护护 温度对保险丝额定值的影响温度对保险丝额定值的影响 电子保险丝电子保险丝 .55 电电 路路 保保 护护 熔丝上的温度熔丝上的温度 = 环境温度环境温度 (Ta) + 因负载电流而上升的温度因负载电流而上升的温度 (dT) 温度对保险丝额定值的影响温度对保险丝额定值的影响. 电子保险丝电子保险丝 .56 电电 路路 保保 护护 温度对保险丝额定值的影响温度对保险丝额定值的影响. 200-800C 快速

21、保险丝快速保险丝 延时保险丝延时保险丝 (例如例如. 232C) Ta dT dT 温度温度 (C) 环境温度的影响，延时保险丝比快速保险丝要更大环境温度的影响，延时保险丝比快速保险丝要更大. dT = 因复载电流而上升的温度因复载电流而上升的温度 Ta = 环境温度环境温度 电子保险丝电子保险丝 .57 电电 路路 保保 护护 温度对保险丝额定值的影响温度对保险丝额定值的影响. Re-rating 0 20 40 60 80 100 120 140 -60-40-20020406080100120 ambient temperature (C) % of rated current Fast

22、 Acting Slo Blo Acting 电子保险丝电子保险丝 .58 电电 路路 保保 护护 温度对保险丝额定值的影响温度对保险丝额定值的影响. 完完 电子保险丝电子保险丝 .59 电电 路路 保保 护护 应用计算应用计算 电子保险丝电子保险丝 .60 电电 路路 保保 护护 延时型延时型的高分断能力延时型保险丝。的高分断能力延时型保险丝。 （根据需要的熔断时间而定）（根据需要的熔断时间而定） 名义应用电流名义应用电流: 200mA. 环境温度环境温度: 80C 100000 次脉冲次脉冲 脉冲能量：脉冲能量：It pulse : 0.66AS 应选择哪一规格保险丝应选择哪一规格保险丝?

23、 举例举例 1 电子保险丝电子保险丝 .61 电电 路路 保保 护护 UL 保险丝保险丝 持续负载持续负载: 75% In 80C温度对延时保险丝的影响温度对延时保险丝的影响 : 78% In 计算计算: 步骤步骤 1 电子保险丝电子保险丝 Re-rating 0 20 40 60 80 100 120 140 -60-40-20020406080100120 ambient temperature (C) % of rated current Fast Acting Slo Blo Acting .62 电电 路路 保保 护护 计算计算: 步骤步骤 1 名义应用电流名义应用电流 0.75 *

24、 0.78 = 0.585 200mA = 342mA UL 保险丝的保险丝的持持续负载续负载: 75% In 80C温度对延时保险丝的影响温度对延时保险丝的影响 : 78% In 电子保险丝电子保险丝 .63 电电 路路 保保 护护 100000 次脉冲次脉冲 : 脉冲脉冲 It 0.66/0.22 3AS 计算计算: 步骤步骤 2 电子保险丝电子保险丝 pulse w ithstand capability typical 10 100 1000 10000 100000 1000000 10100 pulse It (% It fuse) Number of pulses .64 电电

25、路路 保保 护护 找出现在的额定电流等级找出现在的额定电流等级: In = 342mA 选择保险丝的额定电流选择保险丝的额定电流 It = 3AS 额定电流额定电流 I2t In = 700 Ma 300mA 0.63 400mA 1.53 I2t = 4.23 A2s 500mA 2.04 600mA 2.40 700mA 4.23 800mA 7.77 计算计算: 步骤步骤p 3 (最终最终) 电子保险丝电子保险丝 .65 电电 路路 保保 护护 上例中如果改用延时型上例中如果改用延时型 IEC 规格的低分断能力规格的低分断能力 保险丝来替代保险丝来替代 UL 规格的保险丝。规格的保险丝。

26、 应选择哪一个额定值应选择哪一个额定值? 举例举例 2 电子保险丝电子保险丝 .66 电电 路路 保保 护护 IEC 保险丝的持续电流保险丝的持续电流 : 100% In 80C温度对延时保险丝的影响温度对延时保险丝的影响 : 78% In 计算计算: 步骤步骤 1 电子保险丝电子保险丝 Re-rating 0 20 40 60 80 100 120 140 -60-40-20020406080100120 ambient temperature (C) % of rated current Fast Acting Slo Blo Acting .67 电电 路路 保保 护护 计算计算: 步骤

27、步骤 1 名义应用电流名义应用电流 1 * 0.78 = 0.78 200mA = 256mA IEC 保险丝的保险丝的持持续负载续负载 : 100% In 80C温度对延时保险丝的影响温度对延时保险丝的影响: 78% In 电子保险丝电子保险丝 .68 电电 路路 保保 护护 100000 次脉冲次脉冲: 脉冲脉冲 It 0.66/0.22 3AS 计算计算: 步骤步骤 2 电子保险丝电子保险丝 pulse w ithstand capability typical 10 100 1000 10000 100000 1000000 10100 pulse It (% It fuse) Number of pulses .69 电电 路路 保保 护护 找出现在的额定电流等级找出现在的额定电流等级: In = 256mA 选择保险丝的额定电流选择保险丝的额定电流 It = 3AS 额定电流额定电流 I2t In = 630 Ma 250mA 0.55 315mA 1.14 I2t = 4.80 A2s 400mA 1.35 500mA 2.90 630mA 4.80 800mA 9.42 计算计算: 步骤步骤 3 (最终最终) 电子保险丝电子保险丝 .70 电电 路路 保保 护护 上例中如果改用快速动作的上例中如果改用快速动作的 IEC 规格低分断能规格低