zoukankan      html  css  js  c++  java
  • 初学者园地之一:保险丝

    保险丝有额定电压、电流的要求。
    额定电压是指其灭弧能力,正常工作时其两端可以认为没有电压的(很小),但如果其被烧断后就有输入电压加在上面,此时保险丝不能跳火,这就是额定电压的概念。
    额定电流是指它保证寿命的正常电流。
    除此之外,保险丝还有一个参数,I2t,是指引起保险丝融化的能量,但这是一个短时间的概念,不是长时间的,在很短的时间内,如10mS,保险丝的热量是基本上传不出去的,只有在它上面消耗掉,达到I2t的值就会融化。从这个参数看到,时间越短,允许的电流就越大

     
    能量的单位是I2Rt, 对于保险丝来说R是常数,所以能量是正比于I2t的,为了简单起见就这么叫了。

    保险丝有快融,正常,慢融几种形式。虽然额定电流都是10A,但其I2t是不一样的,慢融的在一定时间内允许通过很大的电流,也就是抗浪涌能力强。
    很明显,开关电源开机瞬间有很大的浪涌电流,过浪涌实验时的浪涌电流更大,一般选慢融的保险丝,如果浪涌要求不高,也可以选普通的。

    输入电流的计算:一般根据输出功率和大概估算的效率,计算出输入功率,根据最低输入电压计算出输入电流,再处于大概的功率因数,如一般整流在0.5-0.6左右,就是输入的最大额定电流,选取保险丝时一定要大于此值,一般取1.5-3倍。
    I=PO/效率/Vin(min)/0.6

    这都是为了降低成本,对应用来说,绝对没有保险丝好。
    这个电阻就是个线绕电阻,除了做保险,可以帮助过浪涌,所以承受的功率较大大。1W估计可以过2KV浪涌,要承受更高的浪涌,需要功率更大的,如2W. 以前也有用水泥电阻的,就是在线绕电阻的基础上填石英砂,加外壳,不会冒烟、冒火、承受的浪涌能力也大,但成本高没人用了

    看到大家都在讨论FUSE选用问题,也来凑一下热闹。开关电源的FUSE选型有以下几个要注意的地方。


      • 由应用FUSE的产品算出工作电流的RMS值,按OLP 1.35~3倍左右算出可能的最大RMS值。选用的FUSE降额80%。
      • 按应用当中FUSE会有的最高工作温度,再降额,一般情况下是除额80%--温度数100度,不同厂家的可能会稍有差异。
      • 由应用当中测到的SURGER PULSE电流波形算出实际的电流平方与时间的乘积。(请注意不同的电流波形,I2T的计算公式不同)考虑到设计端与FUSE生产制造的误差I2T也需要打八折。
      • 根据客户提供的产品正常保质期内FUSE会承受的浪涌的次数和选用的FUSE的结构选项卡选出合适电流平方与时间乘积的FUSE.(FUSE的结构选项卡,FUSE厂商会提供)
      • 选择适合的电压的FUSE,以免因电压过高而产生飞弧现象。

    总结:

    电流保险丝应用基本知识
    一、 保险丝的作用:
    1、正常情况下,保险丝在电路中起连接电路作用。
    2、非正常(超负载)情况下,保险丝做为电路中的安全保护元件,通过自
    身熔断安全切断并保护电路。
    二、 保险丝的工作原理:
    保险丝通电时,由电能转换的热量使可熔体的温度上升。正常工作电流
    或允许的过载电流通过时,产生的热量通过可熔体、外壳体向周围环境辐射,
    通过对流、传导等方式散发的热量与产生的热量逐渐达到平衡。如果产生的
    热量大于散发的热量,多余的热量就逐渐积聚在可熔体上,使可熔体温度上
    升;当温度达到和超过可熔体的熔点时,就会使可熔体熔化、熔断而切断电
    流,起到了安全保护电路的作用。
    三、 保险丝的分类:
    1、按外型尺寸分为:φ2、φ3、φ4、φ5、φ6 及其它。
    2、按熔断特性分为:快速熔断型、中等延时熔断型、延时熔断型。(还可分
    特快、强延时)。
    3、按分断能力分为:低分断型、高分断型(还可分增强分断型)。
    4、按安全标准(或使用地区)分为:UL/CSA(北美)规格、IEC(中国、
    欧洲等)规格、MIT/KTL(日本/韩国)规格等。
    5、其它分类。
    四、 保险丝的特性术语:
    1、额定电流:保险丝管的公称工作电流(正常条件下,保险丝长期维持正
    常工作的最大电流)。
    2、额定电压:保险丝的公称工作电压(保险丝断开瞬间,能安全承受的最
    大电压)。选用保险丝时,被选用保险丝的额定电压,应大于被保护回路
    的输入电压。
    3、分断能力:当电路中出现很大的过载电流(如强短路)时,保险丝能安
    全切断(分断)电路的最大电流。它是保险丝最重要的安全指标。安全
    分断是指在分断电路中不发生喷溅、燃烧、爆炸等危及周围元、部件以
    至人身安全的现象。
    4、过载能力(承载能力):保险丝能在规定时间内维持工作的最大过载电流。
    当流经保险丝的电流超过额定电流时,一段时间后熔体温度将逐渐上升
    以至最后被熔断。
    UL 标准规定:保险丝维持工作4 小时以上,最大不熔断电流是额定电流
    的110%(微型保险丝管为100%)
    IEC 标准规定:保险丝维持工作1 小时以上,最大不熔断电流是额定电流
    的150%
    5、熔断特性(I-T):保险丝所加负载电流与保险丝熔断时间的关系。
    A、熔断特性曲线(I-T 曲线):在以负载电流为X 轴,熔断时间为Y 坐
    标的对数坐标系内,由保险丝在不同负载电流下的平均熔断时间坐标点
    连成的曲线。每一种型号规格的保险丝都有一条相应的曲线可代表其熔
    断特性,这种曲线很好地描绘了保险丝的过载性能。可供保险丝选用时
    参考。
    B、熔断特性表:由几个规定的具有代表性的负载电流值和对应的熔断时
    间范围所组成的表格。各安全标准都已明确规定,这是验收保险丝的最
    主要依据。
    例如 UL、CSA、MIT/KTLA 种规格快速熔断型,规定为:
    In 100% 4 小时最小
    In135% 1 小时最大
    In 200% 2 分钟最大
    6、熔化热能值(I2T):使保险丝的熔断体熔化,部份汽化的切断电流所需要
    的公称能量值,简单说就是使保险丝熔断所需的最小热能值。
    总量 I2t=熔化I2t+飞弧I2t
    其中熔化I2t(相当于IEC 标准中的预飞弧I2t),指从熔体熔化到飞弧开始
    瞬间所需要的能量;飞弧I2t 是指飞弧开始瞬间到飞弧最终熄灭所需要的
    能量。对于低压保险丝来说,飞弧时间非常短,常可忽略,即飞弧I2t 可
    以按零计算。
    UL 和IEC 都未对I2t 作要求,但I2t 对选用fuse 有些帮助。保险丝的I2t
    测算是在保险丝的熔断时间小于10ms(通常是以8 ms)时的I2t 来计算。
    我公司样本上有各规格的I-T 曲线,有相应规格I2t 参考值,供选用保险丝
    时参考。
    7、电压降:在额定电流条件下,达到热平衡后保险丝两端的电压差。
    8、温升:在一定电流条件下,达到热平衡后保险丝表面温度与通电初始温
    度(可以理解为环境温度)之差,即温升=保险丝表面温度—环境温度。
    五、 保险丝管的安全标准及标志:
    1、UL、CSA 标准:美国、加拿大等北美地区安全标准;小型电流保险丝管
    标准为UL248-1/14、CSA248-1/14。
    安全标志:
    --- UL/CSA LIST(列名标志),完全按照UL/CSA248-1/14 标准测
    试认证通过的产品安全标志。
    --- UL/CSA RECOGNIZED(认可标志),部分按照UL/CSA248-1/14
    标准测试认证通过的产品安全标志。
    --- UL 测试通过、CSA 互认的列名/认可安全标志,等同于
    2、JIS 标准:日本电器安全标准。小型电流保险丝管标准为JIS C6575。
    安全标志:
    --- T
    --- PSE
    2006 年底前两个标志都有效,之后只有“PSE”标志有效。
    3、KTL 标准:韩国电器安全标准。
    安全标志:
    --- K
    4、IEC 标准:国际电工委员会标准,欧洲及中国地区使用的安全标准。小
    型电流保险丝管标准为IEC60 127,GB 9364(中国)。
    安全标志:
    CCC --- 中国
    SEMKO --- 瑞典
    VDE --- 德国
    BSI --- 英国
    IMQ --- 意大利
    六、、影响保险丝寿命的因素及评估保险丝寿命:
    1、影响保险丝寿命的因素:
    a、工作环境温度:
    环境温度过高有损于保险丝的寿命。延时型(慢熔断型)保险丝如
    锡球型,温度约等于160℃(150~170℃)时锡开始向金属丝扩散;快速
    熔断型保险丝的可熔体(金属丝)开始较剧烈氧化的温度约等于200℃
    (175~225℃)。随熔丝由外向里的氧化、多次的扩散、热应力疲劳等,
    保险丝的寿命将逐渐缩短。
    因而建议延时型保险丝熔丝不应长时间在150℃以上工作,快速熔
    断型保险丝不应长时间在175~225℃以上工作。
    b、脉冲电流:
    不断的脉冲冲击,会产生热循环,从而致使熔丝的扩散、氧化、热应
    力等产生,甚至加速。保险丝将随着脉冲能量和次数的增加而渐渐老化。
    保险丝的抗冲击寿命,取决于脉冲的I2t 占保险丝本身I2t 的百分比;通常
    情况,应小于20%,那样保险丝可承受10 万次以上的冲击。
    c、其它:
    如与保险丝接触的管夹、及连接电线的长度、截面积等。保险丝与管
    夹的接触电阻大,有损于寿命,UL 标准中规定,试验时保险丝与管夹
    的接触电阻小于3mΩ。当接触电阻大时,管夹不是散热而是产生热并
    向熔丝传送。
    2、保险丝老化后对使用的影响:
    保险丝老化后,不会产生应切断的电流而保险丝不熔断的危险。保险丝
    老化后,相当于是额定值(电流)的下降而非上升,因而在电路中不会产生
    安全性问题,只是会在较小的过载电流或脉冲下即切断电路。
    3、保险丝寿命的测试评估:
    在 IEC 标准中规定有“耐久性试验法”,而UL 标准中无类似的规定。
    IEC 标准中的耐久性试验即是寿命试验,其方法是,在正常温度下使用直
    流电源测试:
    a、额电流直到温度稳定下测电压降;
    b、1.2 倍额定电流1h 切断电流15min。循环100 次;
    c、通电1.5In 1h 测电压降;
    d、同a 法测电压降。
    要求:试验前后电压降变化不应超过10%,且标识仍清楚可辩,端帽焊
    点不出现任何劣变。
    七、保险丝适用的电路:
    1、特快速和快速熔断型保险丝管:适用于较恒定电流的电路,或浪涌电流
    较小的电路,且电路中存在抗冲击脆弱元件或部件。
    2、中等延时和延时熔断型保险丝管:适用于存在正常浪涌电流的电路,且
    电路中不存在抗冲击脆弱元件或部件。抗雷击型保险丝管,适用于需要承受
    瞬间雷击的特殊电路,如电话机等。
    3、分断电流保险丝管:适用于可能出现较大短路电流的电路。
    4、氧树脂封装和塑料外壳型保险丝管:适用于安装密集元件或可能出现接
    触短路的回路中。
    5、350V、300V 的保险丝管:适用于电子整流器等产品。
    八、保险丝管使用中的一些注意事项:
    1、被选用保险丝的额定电压,应大于被保护回路的输入电压。
    2、UL 规格保险丝的额定电流是在实验室条件下确定的,实际使用时应
    小于标称值的75%使用。例如,电路工作电流为0.75A,最小选用额
    定电流为1A 的保险丝管。
    3、IEC 规格保险丝管的额定电流,实际使用时可按标称值的90%或
    100%使用。例如,电路工作电流为0.9A,最小可选用额定电流为0.9A
    或1A 的保险丝管。
    4、不同使用环境温度下,保险丝的工作寿命不一样,温度越高,保险丝
    的工作寿命越短;实际选用时,需按系数提高保险丝的额定电流选用。
    我司产品目录中已标明温度影响曲线,供选用保险丝管时参考。
    5、保险丝管的分断能力与其体积成正比,与额定电压成反比。即,体积
    越大或额定电压越小,保险丝管的分断能力就越大;体积越小或额定
    电压越大,保险丝管的分断能力就越小。所以,如选用小尺寸的保险
    丝管,需判定被保护电路可能出现的短路电流不会太大;如被保护电
    路可能出现较大的短路电流,则须选用有较大分断电流的较大尺寸保
    险丝管。产品目录中标明了各型号、规格的分断电流,共选用保险丝
    管时参考。
    6、保护回路的浪涌I2T 应小于保险丝管额定I2T 的20%,保险丝管在
    被保护回路中才能承受10 万次以上的浪涌冲击。
    九、保险丝管的选用:
    a) 确定安全标志:根据产品将销售的市场要求,选定保险丝管的安全认证
    标志及安全标准(UL 标准或IEC 标准保险丝管)。
    b) 确定外型尺寸:根据安装空间和确定的安全认证标志及安全标准,选定
    保险丝管的外型尺寸。
    c) 确定型号:根据被保护回路的电流特性,选定保险丝管的型号。例如,
    被保护回路的电流特性为恒定电流,则选用快速熔断型。
    d) 确定额定电压:根据被保护回路的输入电压及使用要求,确定保险丝管
    的额定电压。例如,被保护回路的输入电压为220V,则须选用额定电压
    220V 以上的保险丝管,可选250V、300V、350V 等;但考虑成本因素,
    不必选用过高的额定电压。
    e) 确定最小额定电流:根据被保护回路的稳太工作电流及相关的使用折损
    系数,初步确定保险丝管的额定电流。例如,被保护回路的稳太工作电
    流为1A,选用UL 标准延时保险丝管,工作环境温度约80℃,则保险丝
    管的额定电流最小选:1A×1.25÷0.5=2.5A。
    f) 确定保险丝管的最小I2T:根据被保护回路的浪涌I2T,确定保险丝管的
    I2T。例如,被保护回路的浪涌I2T 为1(A2S),为保证保险丝管能承受
    10 万次以上的冲击,保险丝管的I2T 应大于:1÷0.2=5(A2S)。
    g) 确定保险丝管的额定电流:根据最小额定电流和最小I2T 值,查产品目
    录中对应型号规格,取既大于最小额定电流值且其I2T 值也大于最小I2T
    值的初级额定电流规格为选用保险丝管的额定电流。例如,依据以上最
    小值,(1)如额定电流2.5A 的I2T 为4.3 A2S,3A 的I2T 为5.4A2S,则
    取3A 为选用保险丝管的额定电流;(2)如额定电流2A 的I2T 为5.3 A2S,
    2.5A 的I2T 为7.6A2S,则取2.5A 为选用保险丝管的额定电流。

  • 相关阅读:
    Python统计词频的几种方式
    GO语言系列之 基本数据类型和操作符
    GO语言系列之 初识go语言
    Python实现聚类算法AP
    最大似然估计
    Breastcancer社区评论下载
    数据可视化之pyecharts
    Requests库
    nginx内置变量
    Tomcat内部结构、工作原理、工作模式和运行模式
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/ydvely521/p/10031508.html
Copyright © 2011-2022 走看看