温度保险丝的定义
温度保险丝也叫做温度熔断器是温度感应回路切断装置。 温度保险丝能感应电器电子产品非正常运作中产生的过热,从而切断回路以避免火灾的发生。常用于:电吹风、电熨斗、电饭锅、电炉、变压器、电动机、饮水机、咖啡壶等等 温度保险丝运作后无法再次使用,只在熔断温度下动作一次。
温度保险丝有多种构成方式,以下介绍比较通用的三种: 第一种:
有机物型温度保险丝
由可动触点(sliding contact)、 弹簧(spring)、可熔体(electrically nonconductive thermalpellet)构成。在温度保险丝启动之前电流从左侧引线流向可动触点(sliding contact),通过金属外壳向右侧引线流动。在外部温度达到预定温度时有机物可熔体熔化,压缩弹簧会变松 。即弹簧膨胀,可动触点(slidingcontact)与左侧引线分离。回路被打开,可动触点(sliding contact)与左侧引线间电流被切断。 第二种:
瓷管型温度保险丝
由轴对称的引线(leed )、在规定温度下可熔化的易熔合金(fusible alloy)及为防止其熔化氧化的特殊混合物(special compound)和绝缘瓷管(ceramic insulator)构成。周围温度上升时特定的树脂混合物开始液化, 当达到熔点时在树脂混合物的帮助下(增大已熔化合金的表面张力),已熔化合金在表面张力的作用下迅速以两端引线为中心收缩成球状,从而永久切断回路。 第三种:
方壳型温度保险丝
温度保险丝两引脚间连接著一段易熔合金丝,特殊树脂包覆著易熔合金丝,电流可以从一根引脚流通向另一根引脚,当温度保险丝周围温度上升到它的动作温度时,其易熔合金熔化并在表面张力作用下及特殊树脂帮助作用下,收缩成球状附在两引脚末端。这样,电路被永久切断。 下列事项是为确保保险丝正常操作必须遵守的事项:
i)各温度保险丝有额定电流和电压,熔断温度(Tf),使用温度(Th), 最大温度(Tm),要在规定的参数下使用。
ii)选定保险丝安装位置时要注意不能因成品内的震动及其他配件的变位,令应力转嫁到保险丝上。
iii)要安装在温度保险丝熔断后温度不会上升到最大使用温度以上的地方。 iv)不能用于液体或湿度维持在95%以上的机器内。
v)温度保险丝要安装在只能够感应温度保险丝热源的场所。构造上不可避免时要设置热阻隔物,例如安装于加热器时要注意不能直接连接,以免热线加热到温度保险丝上
vi)为提高温度保险丝的电流量而并列联接或持续通过过电流、过电压, 则温度保险丝的内部接点受损, 将影响其正常动作,因此在上述条件下不能使用。
虽然温度保险丝在设计上有高可靠性,但单个温度保险丝所能应付的异常情况毕竟是有限度的。加上人为或无法预料的不可抗力的作用下令温度保险丝受到损伤不能正常发挥作用,则机器发生异常时将无法及时切断回路。 因此在机器过热时、错误动作直接对人体有影响时、除保险丝外无回路切断设备时、在要求高度安全性的情况下, 要使用2个以上拥有不同熔断温度的温度保险丝。 薄型温度保险丝是专门开发用于锂离子电池过温保护的,其工作原理同上述第二种温度保险丝,用低熔点合金连接回路,低熔点合金周围包裹助熔树脂,低熔点合金与金属导片连接,并被塑料材料所密封。当电池内部或外部产生短路或其它原因导致电池内部温度升高至一定水平,紧贴着电芯的温度保险丝就会快速熔断,从而切断电池的外部回路,防止电池爆炸,产生人生伤害事件。由于手持式电子设备需要越来越便携,所以温度保险丝的尺寸也就需要越小越好,越薄越好。目前最薄的温度保险丝可做到0.65mm厚,宽度可以做到2.7mm。温度保险丝的内阻也很小,只有8mΩ左右,待机状态的功耗很小,可以大大增加锂离子电池的待机时间。
它也有一定的缺点,首先它是不可恢复的,不如PTC那样,即使出现偶然的故障导致PTC动作,一旦故障排除,电池还可以继续工作。温度保险丝一旦动作,整个电池就不能再工作了。当然,随着锂离子电池的质量越来越好,这种偶然故障出现的概率越来越小,一旦出现异常就不让该电池可以继续使用,却反而变成了温度保险丝的优点了。毕竟一块电池的成本与人身伤害事件相比是微乎其微的。正所谓宁可错杀,也不能放过。只要手机电池出现过一次高温故障,谁还敢把这个潜在的放在身边呢?第二,它不能用普通的方式焊接和加工,如PPTC,能耐受住短时间的高温,所以可以经过回流焊炉焊接、可以直接注塑进电池里,但温度保险丝只能采用点焊、激光焊等局部焊接的方式,以防温度保险丝熔断。
目前使用较多的是98℃和92℃的薄型温度保险丝,在1℃/分的升温速度下,98℃薄型温度保险丝的熔断温度为94±3,92℃薄型温度保险丝的熔断温度为+3/-4,即85℃~92℃。目前国内已有厂家在开发更高熔断温度的薄型温度保险丝。
温度保险丝可以分为:
按材质分:可以分为金属壳,塑胶壳,氧化膜壳
按温度可以分为:73度99度77度94度113度121度133度142度157度172度192度216度227度240度70度77度84度92度95度105度110度115度121度128度130度139度141度144度152度157度169度184度185度192度216度227度228度240度250度280度320度 常用保险丝规格
(铅不少于98%,锑0.3~1.5%,杂质不多于1.5%) 直径(mm) 0.28 0.32 0.35 0.36 0.40 0.46 0.52 0.54 0.60 0.71 额定电流(A) 1 1.1 1.25 1.35 1.5 1.85 2 2.25 2.5 3 熔断电流(A) 2 2.2 2.5 2.7 3 3.7 4 4.5 5 6 直径(mm) 0.81 0.98 1.02 1.25 1.51 1.67 1.75 1.98 2.40 2.78 额定电流(A) 3.75 5 6 7.5 10 11 12.5 15 20 25 熔断电流(A) 7.5 10 12 15 20 22 25 30 40 50
什么样的保险丝才是好的保险丝
一个优质的或合适的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。
保险丝的第一功能是保护功能,也就是在需要保护的时侯保险丝应该起到作用,这也是我们选择保险丝时需要首先考虑的。一般情况下保险丝的额定电流一定要大于电路正常工作电流,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,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。设计人员选用保险丝时的主要参考工具是保险丝制造商提供的产品规格书中的“时间-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保险丝品种和恰当的额定电流规格才能满足保险丝的保护功能。
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,这是我们选择保险丝时必须同时考虑的重要课题。在保险丝使用的过程中,出现正常电流波动或瞬间脉冲的机会大大多于故障过电流,所以在某种意义上来说,这方面的考虑对保险丝的使用来说显得格外重要和更具有实际意义。只要保险丝的熔化热能值I2t大于电路脉冲的能量,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保险丝时的耐脉冲能力的工具(同样地也可以采用电流-熔化热能曲线的形式),更进一步看,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倍的余量来保证保险丝有足够的耐脉冲能力。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保险丝品种规格和放大足够并合理的安全余量才能满足保险丝的承载功能(耐脉冲能力)。
保险丝的第三功能是安全功能。优质可靠的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。分断能力是保险丝能够安全地切断电路的最大电流,一般情况下是指短路电流。就是保险丝在遇到短路电流时必须能够绝对安全地分断电路,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。每一种保险丝的分断能力都必须大于等于被保护电路的最大短路电流。保险丝的额定电压决定了它的耐压,也是保险丝安全性能的另一个指标,只能使用在工作电压小于等于保险丝额定电压的电路中。世界各国和各地区对安全元件都进行安全认证,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电压的,并获得必要的应用地区的安全认证的保险丝品种,才能满足保险丝的安全功能。
综上所述,适当的熔断特性和额定电流;足够而合理的熔化热能值;以及合适的分断能力、额定电压和安全认证是保证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:这样的保险丝才是优质可靠的保险丝
一次性保险丝和可恢复保险丝的异同
可恢复保险丝本质上是正温度系数的热敏电阻,它是通过PTC材料的电阻值对温度的正相关及在居里点时的突变而起到电路保护作用的,这一点原理跟保险丝完全不同。
我们先来看看这两种产品的相同点:它们都可用来作电路的过电流保护,其使用的不少领域和场合有类似,还有一部分场合这两种产品都可以使用,还可以互相替换,例如在过流保护要求不太高的电池保护应用中这两类产品都能各领风骚;在对某些IC等重要器件保护应用中,或电源的输入/输出端就只有一次性保险丝才有可能胜任其保护功能;而一些必须避免因过热而烧坏产品的场合,或者是经常需要热插拔操作的接口过流保护.则是PTC的最佳用武之地;然而在更大多数的场合里,这两类产品还是有很多很多的差异,甚至根本不可能互相替代,它们的主要区别或差异可以从下面表格内容来体现:
一次性保险丝 PTC可恢复保险丝 内电阻值 小 大
对电流敏感 高 低 动作时间 快 慢 老化速度 慢 快 漏 电 流 无 有
安全性能 强 弱 由于有共同点和差异
应用范围 多 少 的存在,使得这两类产
品能够在市场上长期
共存,各得其所。
保险丝的额定电压有什么意义
由于保险丝本身的电阻值很小,而且我们希望越小越好;保险丝两端的电压降很小,比保险丝的额定电压要小很多很多,所以在保险丝正常工作时,额定电压并没有什么实际意义。而保险丝的额定电压的真正意义在于它的安全性能上。
保险丝作为一个安全元件,必须保证它在正常工作时、保护动作过程中及熔体熔断后的任何时段内都是绝对安全的,在熔体的熔断过程中和熔体熔断后,保险丝的额定电压就具有非常重要的意义了。
保险丝熔断时的不安全因素来自过电流所释放的能量,而该能量的大小取决于电流和电压的乘积,保证保险丝安全性的最大电流就是额定分断能力、最大电压就是额定电压,如果保险丝的额定电压小于电路电压的话,就有可能产生不安全现象,所以必须使用额定电压大于或等于电路最大电压的保险丝;
同样地,在保险丝熔断以后,电路电压就直接加在保险丝两端,此时保险丝的额定电压就是它的耐压,也就是它能够承受的最大电压,只有当保险丝的额定电压大于或等于电路电压的时侯才能保证不被击穿,不会持续拉弧或再次导通。
所以我们在选用保险丝时必须保证保险丝的额定电压要大于或等于被保护电路的最大电压,这样才能保证保险丝足够的安全性能。
保险丝的欧规和美规是怎么回事?
1880年代爱迪生发明了电灯给世界带来光明,由于当时白炽灯的昂贵,他随之又发明了以玻璃管和铜端帽为外壳和连接触点的金属熔丝加以保护,诞生了世界上第一个保险丝。随着人们对电的逐渐认识和普及应用,不同大小及要求的保险丝也随之发展起来了,人类社会的工业化发展逐渐形成了以英、德、法等的欧洲和美国、加拿大的北美两大工业体系,而用于电路过流保护的保险丝的发展也逐渐形成了具有这两大区域特征的流派,根据这两个区域的电网供电的不同,以及工程师们对电路保护要求的认识和习惯的不同,逐渐诞生了许多不同类型的保险 丝品种,从玻璃管、搪瓷管到胶木、塑料、尼龙外壳,从快速、慢速、低分断到中速、高分断,从用弹簧夹子、保险丝座连接到引线波峰焊接到表面贴装回流焊接;出现了许许多多的保险丝产品和产品标准,这些标准也各自遵循这两条路径各成体系;现在普遍适用的小型保险丝的标准就是:国际电工委员会的IEC60127系列标准和美国保险商实验室的UL248-14标准。由于保险丝属于需要进行认证的安全元件,采用不同标准的安规认证也就同时分为欧洲和美国两大体系。现在常用的管状保险丝、插脚保险丝都各自有欧规和美规的品种,贯彻不同的标准,取得不同的认证和应用于不同的场合,然而它们的外观是一样的,给选择和使用带来一定的麻烦和混淆;而最晚问世的片式保险丝则没有明显的欧规和美规区别的特征,相反IEC标准中倒有颁发了IEC60127-4《通用模件熔断体》,虽然实际符合此标准的产品暂时还基本没有,但预示了全球工业一体化的前景。
什么是保险丝的分断能力
保险丝作为一个安全元件,除了它的性能要求以外,还必须具备严格的安全要求,保险丝的分断能力就是反映保险丝安全性能的一个重要指标,它的具体含义就是:保险丝在分断电路的过程中能够承受而不出现任何不安全现象的最大短路电流,这里的不安全现象包括---持续飞弧、冒烟、喷射、飞溅、燃烧、爆炸等。
管状保险丝根据其分断能力的大小可分为高分断(1500A)、低分断(35A或10In)、增强分断(150A)等类型,片式保险丝的分断能力一般都在30-60A,这个指标往往被使用者忽视或误解,或跟保险丝的熔断特性相混淆,正确理解保险丝的分断能力应该是:在被保护电路发生断路时的极端最大电流不能超过保险丝的额定分断能力,否则有可能出现某些不安全的现象,不能保证该电路的绝对安全。
保险丝的分断能力是保险丝主要的安全指标之一,而熔断特性则是保险丝主要的性能指标之一,两者各具完全不同的含义和要求
如何选择保险丝的熔断特性和额定电流
熔断特性是保险丝最主要的电气性能指标,保险丝对电路的保护性能都是通过熔断特性来体现的。应用于不同性质电路的保险丝也具有各种不同的熔断特性,例如:用于保护敏感或贵重元器件的保险丝必须是特别快速熔断的;在一般纯阻性电路中的保险丝需要快速熔断的;在经常有脉冲等瞬间过电流或浪涌电流的电路中的保险丝就需要有较强的抗浪涌能力;在开关整机时会有很大浪涌电流的电路中的保险丝就一定要是慢熔断类型的;使用中会经常有热插拔动作的电路保护也需要有较强的抗浪涌能力的保险丝;还有一些保险丝具有特慢速熔断特性的或称为长延时的则能抵抗特别大的浪涌电流的冲击。大部分的保险丝生产厂都会同时提供几种不同熔断特性的保险丝,以提供给客户选用。
产品名称中的快熔断或慢熔断都是相对的,也只是定性的,并不具体反映保险丝实际的动作速度,所以我们不能仅凭名义上的熔断特性来选择保险丝,正确地选择应该参考保险丝制造商提供的保险丝的“时间-电流特性曲线”,该曲线反映了每个规格保险丝在不同电流条件下的实际熔断时间平均值,从中我们
可以比较准确地判别保险丝的熔断特性,从而选出符合要求的保险丝品种;
同样地,保险丝的额定电流也只是一个识别的名称,并不能真实反映它的实际熔断电流和熔断时间,在选择保险丝的额定电流时,也需要参考该保险丝的“时间-电流特性曲线”,通过该保险丝的特性跟电路保护的实际需要进行配比,才能选出正确的符合要求的额定电流规格的保险丝。
相同额定电流的不同品牌保险丝一定能够直接替换吗 保险丝在电路中的作用包括两个方面:在电路发生故障产生过电流时应能在规定时间范围内动作,保护电路及人身安全;与此同时,当电路中有非故障的瞬时过电流时又不能随意动作,保证电路持续正常工作,这些功能是通过选择合适的保险丝的熔断特性及合适的额定电流规格来实现的,而在选择时的依据则是保险丝制造商提供的技术资料,包括“时间-电流特性曲线”和“时间-能量特性曲线”等。
正如我们前面所述,保险丝的熔断特性和额定电流都仅仅是一种名称,并不能真实反映其实际的熔断电流、熔断时间和熔化热能,不同品牌产品中存在着一定的差异性,例如同样是慢熔断产品,A品牌可能比B品牌略快一点,但肯定会比A品牌的快熔断产品要慢;虽然在业内有一些基本的共识,也有公认的标准,但这些标准数据范围是相当宽的,象上述A品牌产品在标准要求中比较偏于下限,而B品牌产品比较偏于上限,两者都能符合标准要求,但毕竟两这之间还是存在一定差异,因此我们在进行保险丝替换时,除了要确认其熔断特性和额定电流一样外,最好还要通过特性曲线来识别两者之间的差异性有多大,避免出现因性能差异而造成的失误或损失。
简单直接替换有可能造成保护性能不足或者保险丝非正常熔断而整机无法工作的后果,其中
出现后者的机率较多.
什么是保险丝的电压降和冷电阻
保险丝的内电阻是反映它自身在电路中消耗功率的指标,电阻值越大则消耗功率越多。对保险丝来说检测该指标的参数有两个:电压降或冷电阻。
电压降指的是:在保险丝额定电流条件下,熔体达到热平衡后的电压降读数。测量时必须对保险丝加以额定电流,而且必须在读数稳定后,大概需要几分钟的时间,比较麻烦和费时;
冷电阻指的是:在基本没有负载条件下冷态的电阻值读数,简便快速; 所以在检测保险丝时常采用冷电阻法,小于或等于10%负载代表了它基本上不加负载和没有发热的条件,所以也没有热平衡的过程;而环境温度本身就对保险丝的性能有一定的影响,保险丝所有的性能指标都是指在正常大气条件下的参数,也就是在25℃条件下的参数。 如果在上述以外条件下测量的保险丝的冷电阻有可能会有误差。
怎么样才使保险丝能承受多次瞬间脉冲的冲击
我们知道保险丝的熔断是熔体被过电流释放的热能所熔化而造成的,而能够熔断保险丝的能量就是保险丝的熔化热能值I2t,理论上说,只要保险丝熔化所需要的能量大于瞬间脉冲电流所释放的能量,保险丝就不会被冲断,也就是保险丝可以抵抗这种脉冲的冲击,一般慢熔断型保险丝都具备这种特性。
那么抵抗过一次瞬间脉冲的保险丝有没有发生什么变化呢?那就要看它受脉冲的伤害有多大了,如果该脉冲能量大大小于保险丝熔化热能,保险丝受到的冲击很小,那么保险丝就可以接受许许多多次冲击而不被冲断,反之如果脉冲能量接近保险丝熔化热能,保险丝被冲击一次受到的损伤很大,那么它就可能受不起第二次的冲击了,也就是说:保险丝在经受每一次脉冲的冲击后都会受到一定程度的损伤,即它的耐脉冲能力有所减弱或I2t有所降低,减弱或降低的程度跟脉冲的能量成正比。
我们要使保险丝能够承受多次瞬间脉冲的冲击,必须要在保险丝的I2t和脉冲能量间放足够的余量,不同的电器产品由于使用寿命和开关频率不同,需要承受脉冲的次数也不同,所以保险丝的供应商应该提供相应的参考数据,即对应不同脉冲次数,需要选择保险丝的I2t对脉冲能量的不同倍数,例如AEM的贴片式保险丝在需要承受100000次以上的脉冲冲击时就需要选择保险丝的I2t要大于脉冲能量的3倍左右。这里仅是粗略的估算,准确的选择必须要通过具体数据的计算来得到。
能不能认为慢熔断保险丝的保护性能不如快熔断保险丝
有人以为当电路中遇到故障电流时保险丝的动作越快越好,其保护功能越强,从这个意义上来说,慢熔断保险丝的保护性能不如快熔断保险丝,那么这种说法对吗?
确实,当同样过电流负载条件下,慢熔断保险丝的动作速度要比快熔断保险丝来得慢一些,但这并不是它的反应速度慢,而是它熔断需要的能量更大,也可以说它不光是具有对过电流的反应,还具有对过电流类别或能量大小的判别能力,动作过程中所延缓的时间可以看作是慢熔断保险丝对过电流作判断的时间。一般来说过电流可分为两大类:浪涌和故障。浪涌过电流大都是由于电路开关时的充放电或周围电路的影响所引起的,脉冲峰值大而持续时间短,所释放的能量往往不大,慢熔断保险丝可以承受这样的过电流冲击而不导致熔断动作;而故障过电流则是持续性的,即使峰值不一定很高其能量也要大大超过浪涌过电流,慢熔断保险丝照例是会
迅速反应而熔断动作的,所以从这个角度来看,慢熔断保险丝的动作速度略慢不仅不影响它的保护功能,反而增强了它的保护功能,避免了误动作的机会,可以在更广泛的场合应用,对多种电路起到保护作用。
相反,快熔断保险丝由于更小的能量就可使其动作熔断,虽然动作速度快,但其原因场合受到一点,特别是在容性或感性电路中,若在浪涌电流比较明显的电路中使用快熔断保险丝,往往由于脉冲电流致使保险丝误动作,而导致电器根本无法启动和使用,其保护性能再强也是没有意义的。
保险丝的分断能力在实际应用中有什么意义?
保险丝的分断能力是一项安全指标,跟它的电气性能没有什么关系,因而往往容易被制造者或使用着所忽视,甚至还有些人不知道保险丝还有分断能力这样一个技术指标。
保险丝作为一个安全元件,需要任何时侯都保证电路安全以及电路中其他零部件的安全,那么首先能够要保证自身在任何情况下都是足够安全的,特别是在保险丝的动作过程中不能发生任何不安全的因素,这些因素包括持续拉弧、再次导通、燃烧、飞溅和爆炸等。分断能力就是反映保险丝这种保证能力的指标之一。
分断能力的参数单位是安培,其含义就是保险丝能够安全地分断电路的最大电流,也就是说:只要电路中的过电流不超过保险丝的分断能力,该保险丝就能够保证安全地切断电流,不发生任何不安全的现象;反之保险丝虽然能够切断电路电流,但不一定能够保证绝对安全,所以分断能力不是一个可有可无的指标。
为了保证保险丝的安全性,我们在选用保险丝时,除了需要考虑电流容量、熔断特性、抗脉冲能力及老化速度、阻抗及功耗、温度折减等必要性能参数外,还需要同时考虑分断能力、额定电压及安全认证等安全指标。 就欧洲规格的小型管状保险丝来说,同样外形和同样尺寸的保险丝还有低分断保险丝和高分断保险丝之分,低分断保险丝的分断能力规定为额定电流的10倍或35安培,从两者中选较大者,高分断保险丝的分断能力则高达1500安培;而北美规格管状保险丝没有高低分断的品种之分,它规定的分断能力指标要高得多;125V条件下的10000安培,和250V条件下的35-1500安培(视保险丝额定电流规格而定)。而表面贴装型的片式保险丝的分断能力往往在50安培上下
生产过程中遇到保险丝异常熔断时怎么办?
保险丝生产厂和整机客户经常碰到的令人十分头痛的问题---客户在装配生产过程中保险丝的异常熔断,也就是说在客户生产过程中的某些通电的测试或检验环节中,常常会发现有一定比例的保险丝被烧断,而更换另一个保险丝后又一切正常,那么这是否说明这一批次保险丝的质量一致性不好?使用这批保险丝能不能保证这批整机的开机质量?更换后的保险丝能不能经受实际使用时多次开关机器的浪涌电流冲击?我们面对这种情况时该如何考虑和处理呢?
保险丝作为对于电流敏感的元件,它的功能就是对过电流作出判断:流过不被允许的故障过电流时熔断是保险丝应该起到的保护功能;而对于类似瞬时脉冲这类非故障过电流时则保险丝应该能够承受足够的次数,以保证整机的正常使用。上述测试或检验时的电流一般不会超过正常使用时的开机脉冲,通电次数也不会超过10次,保险丝绝对不应该动作,而一旦发生异常熔断肯定是有问题存在,若不及时查出异常熔断的原因,仅靠简单地更换保险丝或加大保险丝容量都是不能令人放心的。
我们首先需要检查发生问题工序的实际操作情况:如果是手工操作的要排除动作过程中是否有造成短路的可能性;如果是机器操作的则要检查实际输出电流
有没有超出保险丝可以承受的限度;有少部分问题是可以在工序分析时就予以解决的。在确认操作工序没有问题后再作进一步的深入分析。
我们必须从过电流和保险丝两方面同时分别加以考虑:
整机客户需要检查整机电路脉冲电流的大小和有没有异常。在分析问题时要考虑两点:一是选型当时计算有没有差错,由于开机脉冲的随机性而没有抓到最大脉冲波形、计算时没有考虑到保险丝熔化热能值的分布范围、考虑多次冲击的老化余量不够等都可能造成选型时的欠缺;二是生产过程中的电路状况有没有发生变化,由于机种变化带来的电路结构上的变化、电路中部分元器件的规格更改或品牌更改、电容电感开关NTC等零件的参数变化等也都可能引起电路脉冲波形的变化;保险丝制造厂的应用工程师需要配合客户进行电路技术分析和抓测实际脉冲能量,逐一排除各项变化,双方一起进行分析评估;
保险丝制造厂需要检查和检测保险丝的熔化热能值的大小和有没有异常。在分析问题时也要从两个角度考虑:一是这批次保险丝的熔化热能值符合产品规格要求,但由于产品参数的批次间分布有可能令该批产品的熔化热能值较小,与试生产或以往生产时使用的其他批次产品有较明显的差距;二是这批次保险丝的熔化热能值已经超出产品规格要求,或由于产品个体间的离散性偏大致使部分产品的熔化热能值小于规格范围;除了保险丝制造厂对生产和检验原始记录和失效样品进行分析外,整机客户也需要提供现场数据配合进行分析。
只有通过供需双方一起努力,找到保险丝异常熔断的真正原因后,才能采取对症下药的有效措施解决问题,并防止类似问题的再次发生,使保险丝真正起到既能保证需要时及时熔断,又不会因异常熔断造成麻烦甚至影响生产和使用。
保险丝的电阻值与它的性能有什么关系?
从电路的欧姆定律来看,保险丝的电阻跟它的电流规格和熔断时间都有密切的关系。一般来说电阻越大熔断越快,电阻越小熔断越慢;在同一系列的保险丝中电流规格越小其电阻值越大,电流规格越大则电阻值越小;所以在同样故障电流情况下额定电流越小的保险丝就会熔断越快,额定电流大的熔断慢;我们要求在同一保险丝系列中的熔断特性应该是相同的,所以在额定电流同样倍数的故障电流条件下,不同规格的保险丝的熔断时间还是大致类似的。正常条件下保险丝的电流规格与它的电阻值和熔断时间的关系可以用下表来表示:
保险丝In规格 小----------------大 保险丝自身冷电阻 大----------------小 同样过载电流的熔断速度 快----------------慢 同样倍数In的熔断速度 基本相似 概括的说:基本上保险丝的电阻值与它的熔断速度成反比关系,这种关系的同一批次的产品中更为线性,而批次间生产条件的差异会使不同批次产品间虽然也呈现这种关系,但会显得不那么线性。
需要说明的是:这种关系只能在同一品牌同一系列的保险丝中进行比较,不同品牌或不同特性系列的保险丝所采用的材料和结构有差异,就不能简单地用这个思路去进行比较了。
为什么保险丝常在开机时或刚接通电源时断开
大部分电路在刚接通电源时都会产生一个瞬间浪涌电流,在容性或感性电路中这种浪涌电流往往比正常稳态电流要大好多倍,甚至几十倍,如果在该电路中使用的保险丝的耐浪涌能力不够强的话,保险丝就会被大能量的浪涌所冲断。如果这个浪涌电流的持续时间很短,所释放出来的能量不足以冲断保险丝时,保险丝就不会断,只受到一定程度的损伤,经过一定次数的浪涌冲击才会被冲断。
与此相类似的是:部分接插部件在整机工作状态时进行热插拔也会产生较大的脉冲电流,这时侯的保险丝如果耐脉冲能力不够强时也会常被脉冲所冲断。 要避免保险丝被浪涌或脉冲电流所冲断而无法正常工作,就需要我们选用正确的保险丝品种,根据被保护电路中产生浪涌或脉冲的可能情况,来选择合适的保险丝类别,例如耐浪涌保险丝或慢熔断保险丝。保险丝的熔化热能指标I2t的大小代表了它耐浪涌的能力,慢熔断保险丝的熔化热能值要比同规格的快熔断保险丝大很多倍.
为什么有时侯贴片式保险丝会变得电阻很大而不断
我们知道管状保险丝的动作原理是:过电流使得熔体上的热平衡被打破,熔体温度上升到该金属材料的熔点时,熔体的中间部分从固体变为液体,由于悬空在管中的金属材料的表面张力及重力使熔体的液体部分向两端拉开距离和向下垂落,电压引起的飞弧又使得熔体温度继续上升,进一步飞弧和进一步拉开距离,直至电路被完全切断。
对应贴片式的保险丝来说,其动作原理也是一样的,但是由于结构状态的不同,金属熔体的周围都被其基体部分的高分子材料或陶瓷材料所紧紧围贴着,即使是已经熔化的金属也无法向两端收缩,只能依靠向周围材料的扩散渗透或被吸收,如果在这个过程中过电流消失了(例如瞬间脉冲现象),而扩散或吸收的过程尚在进行过程中,此时就会造成电阻变大而熔体没有完全熔断的现象。
再来看看这种现象的后果:由于此时过电流已经消失,并没有对电路造成不良影响,虽然此时的保险丝没有完全被熔断,但熔体的容量已经减弱,再次经受过电流时就会较快被熔断,保证对电路的保护作用;如果第二次过电流依然是瞬间脉冲,则会造成电阻再次变大而依然没完全熔断,熔体的容量也再次减弱;总之,贴片保险丝出现电阻变大而不完全熔断现象并不影响它对电路的保护功能,只要过电流持续时间一长,它就会被完全熔断。相反地如果经受了过电流而没有任何变化,则有可能保险丝的保护功能有问题了。
再对比管状保险丝来看,慢断型保险丝的熔体由两种以上的金属材料复合而成,在承受过电流时同样有一个不同材料间互相扩散渗透的过程,所以它会具有耐脉冲的能力,也有机会发生电阻变大的现象。
(完)
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