1、电 路 保 护,什么是保险丝? 它是如何工作的?IEC 和 UL 的区别 如何选择保险丝? 名词术语的理解 额定电流，额定电压，等等.,介绍 CCEE 这次会议的目的:,引言,防止人身的伤害防止着火或设备损坏,电 路 保 护,什么是保险丝?,引言,电 路 保 护,标 准,电子保险丝,电 路 保 护,定义. 测试说明 / 设置 (实验室). 产品尺寸. 产品性能规定. 环境温度范围. 参考的其他标准 / 规格.,标准: 目录,电子保险丝,电 路 保 护,MIL 可焊性. 振动 / 冲击. 盐雾. 温度 / 湿度规格.,标准: 参考,电子保险丝,电 路 保 护,标准: 保险丝,汽车的 电子的 电力
2、的,ATO MIDI CARTR. LT5 (PICO) (SMD) MIDGET BLS JTD,SAE J 1284 IEC127 UL248/198GLF UL248/198G UL248198C等等. 等等. 等等.,电子保险丝,电 路 保 护,IEC 127 第 2 部分 ,规格单1,2,3,4,5,6- 管状保险丝IEC 127 第 3 部分+am 1. 规格单1,2,3,4 微型保险丝 UL 248-14 （=以前的 UL198G),标准: 电子类的,电子保险丝,电 路 保 护,UL 列名: 完全按照 UL 的标准做的保险丝 UL 认可: 对于没有现行的 UL 标准的保险丝- 符
3、号制造厂商规格的保险丝.- 遵守IEC60127等等规格的保险丝.对于两大规范保险丝的测试的探究.,标准: UL 列名 和 认可,电子保险丝,电 路 保 护,UMF * (通用的模块化保险丝). 第一种 IEC 和 UL 标准通用的保险丝- IEC 127 第 4 部分表面安装和穿孔式保险丝,标准: UMF,电子保险丝,电 路 保 护,保险丝标准 完,电子保险丝,电 路 保 护,基本熔丝学,电子保险丝,电 路 保 护,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.,术 语,电子保险丝,电 路 保 护,慢熔断: (延时型，抗浪涌）- 在高过流时，保险丝动作较慢
4、.- 保险丝上标有 T.- 慢熔断保险丝上含有锡球或镀层.快速动作: - 在高过流时，保险丝动作较快. - 保险丝上标有 F.,术 语,电子保险丝,电 路 保 护,基础: 构造,金属镀复的末端,基体,熔丝,Sn锡球,壳体,熔丝,金属端帽,Sn 锡球 / 镀层,锡/铅,锡/铅,Sn 锡球,电子保险丝,电 路 保 护,基础: 温度剖析,温度(C),负载电流时的温度,PCB Sn 锡球 PCB,电子保险丝,In,I In,熔点,电 路 保 护,t = 0 固体,t =1 液体,固体 和 液体,基础: 快速保险丝熔断过程,电子保险丝,电 路 保 护,t =1 分离,t =3 飞弧加剧,继续灼烧后面，,
5、飞弧熄灭 保险丝断开,t =2 开始飞弧和灼烧后面的熔丝,基础:快速保险丝熔断过程,电子保险丝,电 路 保 护,熔断过程中熔丝温度 (C),t0 t1 t2 t3,20,5000,相应的时间,t1-t3 t0-t1,基础: 快速保险丝熔断过程,电子保险丝,1000,电 路 保 护,基础:延时保险丝熔断过程,t = 0 熔丝和锡球都是固体,t = 1 熔丝=固体, 锡球=液体 扩散过程开始,t =2 液体合金 (熔丝+锡球),熔丝=液体, 锡球=液体, 混合部=固体 和 液体 扩散过程在进行中,电子保险丝,电 路 保 护,t =2 分离,t =3 飞弧加剧, 继续灼烧后面熔丝,飞弧熄灭 保险丝断
6、开,开始飞弧 和 灼烧后面的熔丝,基础:延时保险丝熔断过程,电子保险丝,电 路 保 护,熔断过程中熔丝温度 (C),相应的时间,t0 t1 t2 t3,60020,5000,t2 t3 t0 - t2,基础:延时保险丝熔断过程,电子保险丝,电 路 保 护,在高过载时，慢熔断保险丝的动作原理和快速保险丝一样，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 150-170C 时开始. 慢熔断保险丝的熔丝不应长时间工作在150C 以上，以防止老化.,基础:延时保险丝熔断过程,电子保险丝,电 路 保 护,虽然没有锡球 / 镀复，快速动作保险丝不允许长时间在 175-225
7、C 以上使用.- 熔丝材料的氧化.- 材料性质的改变.,基础: 快速保险丝熔断过程,电子保险丝,电 路 保 护,基本熔丝学 完,电子保险丝,电 路 保 护,保险丝分断能力等级,电子保险丝,电 路 保 护,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.- 32, 63, 125, 250, 600V. - 额定电压被标注在保险丝上.,术 语,电子保险丝,电 路 保 护,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.- 10kOhm - 0.5MOhm,术 语,电子保险
8、丝,电 路 保 护,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 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.,术 语,电子保险丝,电 路 保 护,限制电流 : 预期电流,电路中没有保险丝,电路中有保险丝,保险丝通过连接器（铜排）接入试验电路，预期电流是有规则的交流波。,电子保险丝,电 路 保 护,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.,I
9、r : IEC/UL,电子保险丝,电 路 保 护,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。,电子保险丝,电 路 保 护,直流试验是非常严格的直流分断等级 交流分断等级,交流分断和直流分断,电子保险丝,电 路 保 护,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.,电子保险丝,电 路 保 护,保险丝的额定分断 完,电子保险丝,电 路 保 护,保险丝和电流比率,电子保险丝,电 路 保 护,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.熔断系数 f: 最小熔断电流和额
10、定电流之间的比率 (f = Is / In). It 曲线 / 特性: 熔断时间对电流的函数关系.,术 语,电子保险丝,电 路 保 护,比率: IEC 的 It 曲线,电子保险丝,电 路 保 护,最小熔断电流 Is 被设定为大约 1.7 倍额定电流 In.,定量: IEC 的 It 曲线,电子保险丝,电 路 保 护,比率: UL 的 It 曲线,电子保险丝,电 路 保 护,最小熔断电流 Is 被设定为大约 1.2 倍额定电流 In.,定量: UL 的 It 曲线,电子保险丝,电 路 保 护,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
11、不同的条件，就比如: - 贸易时附加的保险丝盒. - 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.,Ratio: 持续电流,电子保险丝,电 路 保 护,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),Ratio: 持续电流,电子保险丝,电 路 保 护,保险丝和电流比率完,电子保险丝,电 路 保 护,熔化热能值 It,电子保险丝,电 路 保 护,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.,术 语,电子保险丝,电 路 保
12、 护,It 值 (见产品目录):,术 语,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量值。,- 脉冲持续时间达到 80mS 时 - 保险丝的 It = 恒定值,电 路 保 护,It = 恒定值 (短时间) 例: 100mA (F LBC) . It = 0.003As在25A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,电子保险丝,电 路 保 护,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.,It: 电流脉冲,电子保险丝,电
13、 路 保 护,脉冲承受能力:,It: 脉冲承受能力,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，每次冲击之间要有足够的冷却。- 脉冲能量占熔化热能值中的 % .- 烧断的保险丝完整，最少的老化.,电 路 保 护,It: 脉冲承受能力,电子保险丝,电 路 保 护,It: 脉冲,电子保险丝,电 路 保 护,熔化热能值 完,time,current,time,current,电子保险丝,电 路 保 护,温度对保险丝额定值的影响,电子保险丝,电 路 保 护,熔丝上的温度,=,环境温度 (Ta),+,因负载电流而上升的温度 (dT),温度对保险丝额定值的影响.,电子保险丝,电 路 保 护,温度
14、对保险丝额定值的影响.,200-800C,快速保险丝,延时保险丝 (例如. 232C),Ta,dT,dT,温度 (C),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 Ta = 环境温度,电子保险丝,电 路 保 护,温度对保险丝额定值的影响.,电子保险丝,电 路 保 护,温度对保险丝额定值的影响. 完,电子保险丝,电 路 保 护,应用计算,电子保险丝,电 路 保 护,延时型的高分断能力延时型保险丝。 （根据需要的熔断时间而定）名义应用电流: 200mA.环境温度: 80C100000 次脉冲脉冲能量：It pulse : 0.66AS应选择哪一规格保险丝?,举
15、例 1,电子保险丝,电 路 保 护,UL 保险丝 持续负载: 75% In80C温度对延时保险丝的影响 : 78% In,计算: 步骤 1,电子保险丝,电 路 保 护,计算: 步骤 1,UL 保险丝的持续负载: 75% In80C温度对延时保险丝的影响 : 78% In,电子保险丝,电 路 保 护,100000 次脉冲 : 脉冲 It 0.66/0.22 3AS,计算: 步骤 2,电子保险丝,电 路 保 护,找出现在的额定电流等级:In = 342mA 选择保险丝的额定电流It = 3AS额定电流 I2t In = 700 Ma300mA 0.63400mA 1.53 I2t = 4.23 A
16、2s500mA 2.04600mA 2.40700mA 4.23800mA 7.77,计算: 步骤p 3 (最终),电子保险丝,电 路 保 护,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?,举例 2,电子保险丝,电 路 保 护,IEC 保险丝的持续电流 : 100% In80C温度对延时保险丝的影响 : 78% In,计算: 步骤 1,电子保险丝,电 路 保 护,计算: 步骤 1,IEC 保险丝的持续负载 : 100% In80C温度对延时保险丝的影响: 78% In,电子保险丝,电 路 保 护,100000 次脉冲: 脉冲 It 0.6
17、6/0.22 3AS,计算: 步骤 2,电子保险丝,电 路 保 护,找出现在的额定电流等级:In = 256mA 选择保险丝的额定电流It = 3AS额定电流 I2t In = 630 Ma250mA 0.55315mA 1.14 I2t = 4.80 A2s400mA 1.35500mA 2.90630mA 4.80800mA 9.42,计算: 步骤 3 (最终),电子保险丝,电 路 保 护,上例中如果改用快速动作的 IEC 规格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?,举例 3,电子保险丝,电 路 保 护,IEC 保险丝的持续电流: 100% In80C 温度对快速
18、动作保险丝的影响: 95% In,计算: 步骤 1,电子保险丝,电 路 保 护,计算: 步骤 1,IEC 保险丝的持续电流: 100% In80C 温度对快速动作保险丝的影响: 95% In,电子保险丝,电 路 保 护,100000 次脉冲: 脉冲 It 保险丝 It 0.66/0.22 3AS,计算: 步骤 2,电子保险丝,电 路 保 护,找出现在的额定电流等级:In = 210mA 选择保险丝的额定电流It = 3AS额定电流 I2t In = 1.6 mA250mA 0.04400mA 0.13 I2t = 4.74 A2s630mA 0.421 A 1.071.25 A 2.291.6 A 4.742 A 5.88,计算: 步骤 3 (最终),电子保险丝,电 路 保 护,应用计算 完,电子保险丝,
