保护用fuse选型说明
1保险丝类1.1保险丝结构介绍一般保险丝由三个部分组成:一是熔体部分,它是保险丝的核心,熔断时起到切断电流的作用,同一类、同一规格保险丝的熔体,材质要相同、几何尺寸要相同、电阻值尽可能地小且要一致,最重要的是熔断特性要一致;二是电极部分,通常有两个,它是熔体与电路联接的重要部件,它必须有良好的导电性,不应产生明显的安装接触电阻;三是支架部分,保险丝的熔体一般都纤细柔软的,支架的作用就是将熔体固定并使三个部分成为刚性的整体便于安装、使用,它必须有良好的机械强度、绝缘性、耐热性和阻燃性,在使用中不应产生断裂、变形、燃烧及短路等现象;电力电路及大功率设备所使用的保险丝,不仅有一般保险丝的三个部分,而且还有灭弧装置,因为这类保险丝所保护的电路不仅工作电流较大,而且当熔体发生熔断时其两端的电压也很高,往往会出现熔体已熔化(熔断)甚至已汽化,但是电流并没有切断,其原因就是在熔断的一瞬间在电压及电流的作用下,保险丝的两电极之间发生拉弧现象。
这个灭弧装置必须有很强的绝缘性与很好的导热性,且呈负电性。
石英砂就是常用的灭弧材料。
参数解释:①.NORMAL OPERATING CURRENT: FUSE所串联回路通过的满载电流②.INTERRUPTING RATING:在保险丝额定电压范围内所允许保险丝安全熔断的电流,目前使用的半导体保护保险的INTERRUPTING RATING一般达到20KA,如果此电流持续时间足够短,Fuse将不会熔断,fuse具有重复承受此冲击的能力。
但是注意,如果短路电流超过此分断电流规格,可能导致FUSE无法正常熔断。
③.VOLTAGE RATING:Fuse所承受的额定电压,如果Fuse熔断后两端的电压差越高,由于内部的拉弧效应,Fuse熔断速度越慢,参考曲线如下:图中K表示I2t的能量系数。
④.TIME-CURRENT CURVE: Fuse 过载能力的查核表,通过电流/时间曲线可以找出fuse在不同电流模式下的过载时间,所有fuse均有此曲线,下图为Ferraz 30A Fuse 的TIME-CURRENT CURVE曲线供参考。
⑤.Fuse 拉弧现象Fuse受冲击电流时均会产生拉弧现象,如果冲击能量>FUSE I2t承受能力,Fuse将发生熔断,参考波形如下:从图中看出,Fuse受冲击时的能量(Total I2t)由melting I2t和Arcing I2t两部分组成。
拉弧的电流(Arcing Current)持续到冲击能量减小到零为止。
拉弧过程的阻抗将抑制在短路回路中电流的增长。
当拉弧阻抗无法抑制住电流的增长时,将发生拉弧故障,将冲击能量超出了上图的灰色区域,此时fuse将熔断。
由于拉弧过程中的阻抗及电流的关系,在拉弧过程中会产生瞬间的拉弧电压,如下图波形:从上图看出,拉弧电压的波形与电压尖峰的波形相同。
1.2分类原则①.按保护分类按保护形式分,可分为:过电流保护与过热保护。
用于过电流保护的保险丝就是平常说的保险丝(也叫限流保险丝)。
用于过热保护的保险丝一般被称为"温度保险丝"。
温度保险丝又分为低熔点合金形与感温触发形还有记忆合金形等等(温度保险丝是防止发热电器或易发热电器温度过高而进行保护的,例如:电吹风、电熨斗、电饭锅、电炉、变压器、电动机等等;它响应于用电电器温升的升高,不会理会电路的工作电流大小。
其工作原理不同于"限流保险丝")。
②.按使用范围分类按使用范围分,可分为:电力保险丝、机床保险丝、电器仪表保险丝(电子保险丝)、汽车保险丝。
③. 按体积分类按体积分,可分为:大型、中型、小型及微型。
④.按额定电压分类按额定电压分,可分为:高压保险丝、低压保险丝和安全电压保险丝。
⑤.按分断能力分类按分断能力分,可分为:高、低分断能力保险丝。
⑥. 按形状分类按形状分,可分为:平头管状保险丝(又可分为内焊保险丝与外焊保险丝)、尖头管状保险丝、铡刀式保险丝、螺旋式保险丝、插片式保险丝、平板式保险丝、裹敷式保险丝、贴片式保险丝。
⑦.按照熔断速度分类按熔断速度分,可分为:特慢速保险丝(一般用TT表示)、慢速保险丝(一般用T表示)、中速保险丝(一般用M表示)、快速保险丝(一般用F表示)、特快速保险丝(一般用FF表示)。
按标准分,可分为:欧规保险丝、美规保险丝、日规保险丝。
1.3保险丝选择原则保险丝选取从下面几个参数进行考虑:①. 必须符合UPS所对应的安規(Approval)标准;目前UPS的fuse应用主要涉及安规标准为:IEC127和UL 248两个标准。
⑴.UL/CSA/ANCE (Mexico) 248-14 FUSES FOR SUPPLEMENTARYOVERCURRENT PROTECTION标准原文描述如下:UL ampere rating tests are conducted at 100%, 135%, and 200% of rated current. The fuse must carry 110% of its ampere rating and must stabilize at a temperature that does not exceed a 75°C rise at 100%. The fuse must open at 135% of rated current within one hour. It also must open at 200% of rated current within 2 minutes for 0-30 ampere ratings and 4 minutes for 35-60 ampere ratings.最低Interrupt current承受能力需满足下表:⑵.INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION (IEC)Publication 127, Sheet I, II, III, V, VI (250 Volts)标准原文描述如下:IEC Publication 127 defines three breaking capacity levels (interrupting rating). Low breaking capacity fuses must pass a test of 35 amperes or ten times rated current, whichever is greater, while enhanced breaking capacity fuses must pass a test of 150 amperes and finally high breaking capacity fuses must pass a test of 1500 amperes. Sheet I –Type F Quick Acting, High Breaking CapacitySheet II –Type F Quick Acting, Low Breaking CapacitySheet III –Type T Time Lag, Low Breaking CapacitySheet V –Type T Time Lag, High Breaking CapacitySheet VI –Type T Time Lag, Enhanced Breaking CapacityIEC标准中所描述的过载能力如下:在FUSE过载能力的选择上,经验预留1.2倍的余量,保证FUSE过载保护的可靠性。
②.Fuse两端应用的电压必须在额定电压(Voltage Rating)范围之内;③. Fuse所串联的线路通过的满载电流必须低于fuse的额定电流(Current Rating);Li④.Fuse必须能承受所串联回路的瞬间冲击电流,必须具有分断短路电流的能力;Fuse熔断时的过程如下图所示:一般FUSE选择时均会选取Current-Limiting Fuse,即选取的fuse均有电流的抑制能力,下图为FUSE在线路中遭遇冲击电流时的波形:从上述图片可以看出,FUSE的熔断保护是慢速的,一般至少持续1/2 输入能量的周期。
在FUSE的参数中,Interrupt Rating在FUSE位置的选择至关重要,下图为一般UPS内部应用FUSE的电路参考:其中Main Switch选择的FUSE Interrupt rating至少为125,000A,建议选择rating的等级为200,000A。
在A点的FUSE Interrupt rating至少选为85,000A,建议选择rating的等级为100,000A。
而对于承受冲击电流能力的可靠性来说,A点的FUSE最好选择具有承受200,000A冲击能力的FUSE。
⑤.根据线路的需求选择快斷或慢斷(Fast Acting or Time Delay/Slo-Blo ,区别在于I ²T 的能力)的保险,当Fuse 串联在功率回路上不可避免将遭遇Inrush current 的问题,选择的基础根据经验公式:SCR :)*(3.0*9.0*3.0*222t I t I T I current Inrush fuse of total component --->=; IGBT&MOSEFT&DIODE:)*(3.0*5.0*3.0*222t I t I T I current Inrush fuse of total component --->= 进行选取,Inrush Current /I ²T的实际波形参考下图:计算I 2t 的数值时,根据冲击波形的形状进行等效能量计算,可参考的下图公式进行相关计算一般fuse均有承受冲击电流次数的限制,不同冲击能量条件下fuse承受的次数不同,具体判断可参考下图:对于大部分的fuse选择来说,fuse正常使用及过载使用的是否安全的判断标准为I2t的数值,具体选用方法根据TIME-CURRENT CURVE曲线查找对应工作电流点的时间常数,根据定义的规格要求判断过载时间是否符合设计要求。
⑥.根据线路可能出现的尖峰电流次数选择具有承受所需脈衝次數(Pulse Behavior)的fuse⑦.根据fuse的应用环境温度情况,选择所需溫度(Temperature)能力的fuse下图为Little fuse不同fuse类别产品的电流&温度曲线:图中可以看出,快速保险相对来说具有较好的current rating 保持特性。
⑧.根据fuse 的封装方式及外部限制条件,选择不同的fuse ,目前主要有几种: FuseClip, Fuse Holder, Pig Tail, DIP , SMD.1.4 保险丝应用介绍1.4.1 保险丝并联运行保险丝并联相当于线路电阻减少一半,此时根据线路分析的原理可以计算出此时并联后两颗fuse 总的fuse parallel t I T I -´=one 222保险丝并联时注意线路layout 的情况,下图为实际摆放参考:放置时注意回路面积比较小,同时线路保持对称。
FUSE选型指导
6.5x6(金属/玻璃外壳) 8.5x8(圆形塑料外壳) 8X6x4(方形塑料外壳) 0.5~10A/63~250V
• 径向引线的电阻式:
2x7(环氧包封)快/慢断 3x10(塑料外壳)快/慢断 0.5~10A/63V~250V
小型熔断器的基本知识
• 其他:车用熔断器 (Automotive)
• 车用熔断器也是从管状演变和发展而 来的,至今上有部分摩托车/电动车等 还用玻璃管的; • 当今大部分安装在汽车电器盒内的熔 断器大都是片式或条式的,一般每车用 量在30-50个(片式35条式15); • 汽车熔断器都是应用在大电流(片式 0.5~50A/条式40~300A)和低电压(片式 32V/条式80~125V)的条件下的
---MCB Series Beads(General Use/High Speed/High Frequency) ---MBA Multilayer Ferrite Chip Bead Arrays ---MCP Multilayer Ferrite Power Beads(High Current) ---MCB Series Beads(General Use/High Speed/High Frequency) ---MCI/MHI Multilayer Ferrite/Ceramic Inductors
Termination and Solder Ceramic
Fuse Elements
AEM熔断器生产示意图
Materials
Slurry Preparation 浆料准备
Buildup 成型
保险丝的参数选择及其应用
保险丝的参数选择及其应用保险丝的参数选择及其应用在很多电子设备中,都离不开保险丝(Fuse)。
自从十九世纪九十年代爱迪生发明了把细导线封闭在台灯座里的第一个插塞式保险丝之后,保险丝的种类越来越多,应用越来越广。
本文给大家介绍保险丝的参数、选择及应用,希望大家能有所收益。
保险丝的各项额定值及其性能指标是根据实验室条件及验收规范测定的。
国际上有多家权威的测试和鉴定机构,如美国的保险商实验室公司的UL认证,加拿大标准协会的CSA认证、日本国际与贸易工业部的MTTI认证和国际电气技术委员会的IEC认证。
保险丝的选择涉及下列诸多因素:1 正常的工作电流。
2 施加在保险丝上的外加电压。
3 要求保险丝断开的不正常电流。
4 允许不正常电流存在的最短和最长时间。
5 保险丝的环境温度。
6 脉冲、冲击电流、浪涌电流、启动电流和电路瞬变值。
7 是否有超出保险丝规范的特殊要求。
8 安装结构的尺寸限制。
9 要求的机构认证。
10 保险丝座件:保险丝夹、安装盒、面板安装等。
下面把保险丝选用中常见的参数和术语作一些说明。
1.正常工作电流在25℃条件下运行,保险丝的电流额定值通常要减少25%以避免有害熔断。
大多数传统的保险丝其采用的材料具有较低的熔化温度。
因此,该种保险丝对环境温度的变化比较敏感。
例如一个电流额定值为10A的保险丝通常不推荐在25℃环境温度下在大于7.5A的电流下运行。
.电压额定值保险丝的电压额定值必须等于或大于有效的电路电压。
一般标准电压额定值系列为32V、125V、250V、600V。
3.电阻保险丝的电阻在整个电路中并不重要。
由于安培数小于1的保险丝电阻只有几个欧姆,所以在低压电路中采用保险丝时应考虑这个问题。
大部分的保险丝是用温度系数为正的材料制造的,因此,就有冷电阻和热电阻之分。
4.环境温度保险丝的电流承载能力,其实验是在25℃环境温度条件下进行的,这种实验受环境温度变化的影响。
环境温度越高,保险丝的工作温度就越高,其寿命也就越短。
保险丝(FUSE)选型分析
关于FUSE的选择一、介绍每个产品都有保护电路,大部分的电流保护基本都是用FUSE来进行保护,而FUSE的选择关系到产品的正常运行,如果没有选择合适的FUSE将会导致对电路起不到保护作用或总是熔断FUSE。
由于在不同的实际电路中存在各种其他因素,所以选择FUSE需通过具体测试验证来选型。
二、选型需要参数选择一个FUSE需要知道以下参数:1、最大稳态工作电流;2、最大工作温度;3、最大瞬态脉冲电流的波形(峰值、脉冲宽度);4、应用中可能出现的最大故障电流;5、过载电流和在该电流下的熔断时间;6、所需耐受脉冲电流的次数;7、最大工作电压;8、封装尺寸;9、安规认证标准。
三、参数定义1、工作温度与温度折减保险管都有一个温度范围,但保险管数据手册上宣称的熔断特性等电气特性都是在25°环境下测试的,如果保险丝不是工作在25°,那么选型时,需根据厂家给出的温度折减曲线来进行对保险丝的温度折减,例如此图是每上升25°,保险丝就折减5%。
2、工作电压(Operating Voltage)与额定电压(Rated Voltage)保险丝的最大工作电压应该在额定电压之内,不能超过额定电压。
保险丝的额定电压是与保险丝的分断能力相关的安全指标。
在这个电压下,保险丝可以安全的截断不大于标称分断能力的电流。
3、分断能力分断能力是指在额定电压下保险丝可以安全截断的最大电流。
保险丝的分断电流是一个安全参数,它必须达到或者大于最大故障电流,这样保险丝才会安全熔断,不会产生燃烧、飞弧、爆炸等不安全现象。
4、工作电流(Operating Current)与额定工作电流(Rated current)工作电流是指电路在稳定工作状态下的最大工作电流;额定电流是规格书中宣称的电流。
保险丝在额定工作电流下工作必须大于4小时才能断开(25°环境条件下)。
为保证保险丝长期稳定工作,工作电流需小于保险丝额定电流的75%。
Fuse设计选型详解
Fuse 设计选型详解本文仅针对Fuse(熔断器)选型,PPTC&CPTC及其他过流保护装置或电路不在其列。
一、F use 简介及分类1、Fuse 的结构:(1)熔体:保险丝的核心部分,熔断时起到切断电流的作用。
以管式保险为例,就是玻璃管中间看到的金属丝;(2)电极:熔体与电路联接的部分,该部分必须具有良好的导电性,电阻值极小;(3)支架:固定熔体与电极成为刚性的整体的部分,便于安装使用,熔体相对脆弱,所以要求支架具有良好的机械强度、绝缘性、耐热性、和阻燃性。
以管式保险丝为例,就是玻璃管部分,可以防止内部的熔体被氧化或受外力而断裂,同时也保证在熔体熔断时、熔断后不会产生二次损害;(4)灭弧装置:该部分主要存在于高分断能力或高低压熔断器,可忽略。
2、Fuse 的分类:(1)按保护形式:过电流保护与过热保护,在这里只讨论过电流保护的Fuse;(2)按使用范围:电力保险丝、机床保险丝、电气仪表保险丝(电子保险丝)、汽车保险丝,在这里我们适用于电子保险丝;(3)按形状(安装方式):管式保险丝(又分平头、尖头、内焊式、外焊式),铡刀式保险丝、螺旋式保险丝、片式保险丝(常见于汽车保险,少数机动车采用管式保险丝)、平板式保险丝、贴片式保险丝;(4)按额定电压:高压保险丝、低压保险丝、安全电压保险丝;科普知识:安全电压的范围,我国规定工频安全电压(有效值)的上限为50V,直流安全电压的上限为120V,我们常说的安全电压36V一般是指工频电压等级,也就是交流电,国家标准GB/T 3805-2008[ 特低电压(ELV)限值] 中规定交流(15Hz~100Hz)的电压的有效值额定值等级有42V,36V,24V,12V,6V,而对于更高频率或直流电的电压限值因为尚无可靠的研究数据,所以标准中未给出相应的限制。
(5)按分断能力:高分断能力保险丝、低分断能力保险丝;(6)按体积:大型、中型、小型、微型;(7)按熔断速度:特慢速保险丝(一般用TT表示)、慢速保险丝(一般用T 表示)、中速保险丝(一般用M 表示)、快速保险丝(一般用F 表示)、特快速保险丝(一般用FF 表示)。
保险丝的选择
Fuse selection guide一、Fuse 选择的几大要素:1.额定电流(rating current*)2.熔断特性(breaking capacity*)3.环境温度(ambient temperature*)4.额定电压(rating voltage)5.分断能力(interrupt capacity)6.安全认证(safety approve)二、real application1.额定电流是指fuse正常工作时的最大电流,正确选用fuse应当考虑其所使用的环境(环境因素有环境温度、环境湿度)、通过的最大电流(包括开关机时的pluse、正常工作时的最大电流等)和老化的影响(熔化热能值melting energy I2t)等因素。
2.熔断特性主要为是熔化热能值(I2t)。
Example:使用地方:LCD TV回路条件:a. 突波( Inrush current ) 波形: 如下图b保证突破通过回数:10 万回c 稳定(Normal current) 电流: 1.42A MAX.d. 假设Fuse周围环境温度Max 50 ℃e. 要求选用fuse为SMD 1206 Type额定负载(rating current)考虑fuse:I=I(normal)/(0.75*0.97)=1.95A其中0.75为选择欧规时的寿命折损系数,0.97为环境温度为50°C的温度折损系数。
熔化热能值(I2t)考虑fuse:从波形看可以采用公式C or E,取其大者。
I2t=0.5*(1.84A)2*0.0122S/(0.22*0.97*0.75)=0.129A2S其中0.5*(1.84A)2*0.0122S为波形匹配下图中的C or E进行的计算后中的较大者,0.22为寿命折损系数,0.95为温度折损系数,0.75为UL折损系数,与fuse spec进行比较知道fuse选用合理。
如果突波为多次上升波形则需分别分开进行计算最后求和。
熔断器的结构、特性及选用介绍
熔断器的结构、特性及选用介绍摘要熔断器也被称为保险丝,IEC127标准将它定义为"熔断体(fuse-link)"。
它是一种安装在电路中,保证电路安全运行的电器元件。
熔断器其实就是一种短路保护器,广泛用于配电系统和控制系统,主要进行短路保护或严重过载保护。
熔断器-正文熔断器利用金属导体作为熔体串联于电路中,当过载或短路电流通过熔体时,因其自身发热而熔断,从而分断电路的一种电器。
熔断器结构简单,使用方便,广泛用于电力系统、各种电工设备和家用电器中作为保护器件。
结构和特性熔断器主要由熔体、外壳和支座3部分组成,其中熔体是控制熔断特性的关键元件。
熔体的材料、尺寸和形状决定了熔断特性。
熔体材料分为低熔点和高熔点两类。
低熔点材料如铅和铅合金,其熔点低容易熔断,由于其电阻率较大,故制成熔体的截面尺寸较大,熔断时产生的金属蒸气较多,只适用于低分断能力的熔断器。
高熔点材料如铜、银,其熔点高,不容易熔断,但由于其电阻率较低,可制成比低熔点熔体较小的截面尺寸,熔断时产生的金属蒸气少,适用于高分断能力的熔断器。
熔体的形状分为丝状和带状两种。
改变变截面的形状可显著改变熔断器的熔断特性。
熔断器具有反时延特性,即过载电流小时,熔断时间长;过载电流大时,熔断时间短。
所以,在一定过载电流范围内,当电流恢复正常时,熔断器不会熔断,可继续使用。
熔断器有各种不同的熔断特性曲线(见图),可以适用于不同类型保护对象的需要。
熔断器分类熔断器根据使用电压可分为高压熔断器和低压熔断器。
根据保护对象可分为保护变压器用和一般电气设备用的熔断器、保护电压互感器的熔断器、保护电力电容器的熔断器、保护半导体元件的熔断器、保护电动机的熔断器和保护家用电器的熔断器等。
根据结构可分为敞开式、半封闭式、管式和喷射式熔断器。
敞开式熔断器结构简单,熔体完全暴露于空气中,由瓷柱作支撑,没有支座,适于低压户外使用。
分断电流时在大气中产生较大的声光。
半封闭式熔断器的熔体装在瓷架上,插入两端带有金属插座的瓷盒中,适于低压户内使用。
FUSE 保险丝
当然,劣质保险丝的分断能力达不到标准规定的要求,使用时同样会发生危害。
当电流流过导体时,因导体存在一定的电阻,所以导体将会发热。且发热量遵循着这个公式:Q=0.24I2RT;其中Q是发热量,0.24是一个常数,I是流过导体的电流,R是导体的电阻,T是电流流过导体的时间;依此公式我们不难看出保险丝的简单的工作原理了。
1.正常工作电流在25℃条件下运行,保险丝的电流额定值通常要减少25%以避免有害熔断。大多数传统的保险丝其采用的材料具有较低的熔化温度。因此,该种保险丝对环境温度的变化比较敏感。例如一个电流额定值为10A的保险丝通常不推荐在25℃环境温度下在大于7?5A的电流下运行。
2.电压额定值保险丝的电压额定值必须等于或大于有效的电路电压。一般标准电压额定值系列为32V、125V、250V、600V。
3.电阻保险丝的电阻在整个电路中并不重要。由于安培数小于1的保险丝电阻只有几个欧姆,所以在低压电路中采用保险丝时应考虑这个问题。大部分的保险丝是用温度系数为正的材料制造的,因此,就有冷电阻和热电阻之分。 4.环境温度保险丝的电流承载能力,其实验是在25℃环境温度条件下进行的,这种实验受环境温度变化的影响。环境温度越高,保险丝的工作温度就越高,其寿命也就越短。相反,在较低的温度下运行会延长保险丝的寿命。
的导电性,不应产生明显的安装接触电阻;三是支架部分,保险丝的熔体一般都纤细柔软的,支架的作用就是将熔体固定并使三个部分成为刚性的整体便于安装、使用,它必须有良好的机械强度、绝缘性、耐热性和阻燃性,在使用中不应产生断裂、变形、燃烧及短路等现象
灭弧装置
电力电路及大功率设备所使用的保险丝,不仅有一般保险丝的三个部分,而且还有灭弧装置,因为这类保险丝所保护的电路不仅工作电流较大,而且当熔体发生熔断时其两端的电压也很高,往往会出现熔体已熔化(熔断)甚至已汽化,但是电流并没有切断,其原因就是在熔断的一瞬间在电压及电流的作用下,保险丝的两电极之间发生拉弧现象。这个灭弧装置必须有很强的绝缘性与很好的导热性,且呈负电性。石英砂就是常用的灭弧材料。
Fuse 型号说明 ,参数说明
着电子元器件的小型化和贴片化,保险丝也随之走向小型贴片化,贴片式保险丝的应用愈来愈广,它们在电脑及外设接口、平板电视、手机、汽车电子电路及电池组等的过流保护中已大显身手。
除常见的熔断型保险丝外,近些年来,PPTC自复式保险丝(聚合物正温度系数热敏电阻)的兴起,更为IT设备的保护带来了新局面。
与贴片二、三极管和贴片IC等元件一样,贴片保险丝目前还没有统一标定方法,所以各生产厂家采用的代码各异。
有时甚至还出现同厂家用同一种代码(在不同系列中)代表不同额定电流的现象。
更有一些怪怪的代码,连识别都感到困难,给维修代换平白增添了不少麻烦。
本文列举了各类常用贴片保险丝的识别方法,以期满足维修代换的需要。
更希望读者逐渐积累识别贴片式保险的方法,在实践中不断提高自己这方面的能力。
一、常用熔断型贴片保险丝的识别熔断型贴片保险丝(贴片熔断器)与通常使用的保险丝功能基本相同,它在额定的电流下(电路正常时)能正常工作,当电路出现故障达到或超过熔断电流值时熔断,这可以避免故障进一步扩大,从而保护了电路。
保险丝(熔断器)按熔断速度分为:特慢速保险丝(一般用TT表示)、慢速保险丝(一般用T表示)、中速保险丝(一般用M表示)、快速保险丝(一艘用F表示)和特快速保险丝(一般用FF表示)等五种类型。
按最大分断电流的大小又可分为低分断型(L)和高分断型(H)两种。
熔断型贴片保险丝的标示方法一般可分为直接标示法和代码标示法两种,而代码标示法又可细分为字母(或数字)标示法与图形标示法两类,1 直接标示法图1的贴片保险,将主要特性参数直接标注在元件正面,称为直接标示法,简称直标法。
直标法一般用于体积略大的“方头”瓷管保险和长方体塑封贴片保险上。
图1中,上面一行的第1个符号为生产厂家力特(LITTELFUSE)公司的厂标,后面的F说明为快速熔断型,500mA是额定电流,字母L表示为低分断型;下面一行为额定电压交流250V,最后那个图形标志表示产品符合IEC(国际电工委员会)普通保险丝的标准。
fuse选型
1保险丝类1.1保险丝结构介绍一般保险丝由三个部分组成:一是熔体部分,它是保险丝的核心,熔断时起到切断电流的作用,同一类、同一规格保险丝的熔体,材质要相同、几何尺寸要相同、电阻值尽可能地小且要一致,最重要的是熔断特性要一致;二是电极部分,通常有两个,它是熔体与电路联接的重要部件,它必须有良好的导电性,不应产生明显的安装接触电阻;三是支架部分,保险丝的熔体一般都纤细柔软的,支架的作用就是将熔体固定并使三个部分成为刚性的整体便于安装、使用,它必须有良好的机械强度、绝缘性、耐热性和阻燃性,在使用中不应产生断裂、变形、燃烧及短路等现象;电力电路及大功率设备所使用的保险丝,不仅有一般保险丝的三个部分,而且还有灭弧装置,因为这类保险丝所保护的电路不仅工作电流较大,而且当熔体发生熔断时其两端的电压也很高,往往会出现熔体已熔化(熔断)甚至已汽化,但是电流并没有切断,其原因就是在熔断的一瞬间在电压及电流的作用下,保险丝的两电极之间发生拉弧现象。
这个灭弧装置必须有很强的绝缘性与很好的导热性,且呈负电性。
石英砂就是常用的灭弧材料。
参数解释:①.NORMAL OPERATING CURRENT: FUSE所串联回路通过的满载电流②.INTERRUPTING RATING:在保险丝额定电压范围内所允许保险丝安全熔断的电流,目前使用的半导体保护保险的INTERRUPTING RATING一般达到20KA,如果此电流持续时间足够短,Fuse将不会熔断,fuse具有重复承受此冲击的能力。
但是注意,如果短路电流超过此分断电流规格,可能导致FUSE无法正常熔断。
③.VOLTAGE RATING:Fuse所承受的额定电压,如果Fuse熔断后两端的电压差越高,由于内部的拉弧效应,Fuse熔断速度越慢,参考曲线如下:图中K表示I2t的能量系数。
④.TIME-CURRENT CURVE: Fuse 过载能力的查核表,通过电流/时间曲线可以找出fuse在不同电流模式下的过载时间,所有fuse均有此曲线,下图为Ferraz 30A Fuse的TIME-CURRENT CURVE曲线供参考。
电子产品保护设备的选型与应用指南说明书
How to apply fuse clipsEmploying fuse clips for cartridge fusesEvery electrical circuit has the potential for a damagingovercurrent or short circuit event. For this reason, many product standards are explicitly created to ensure product safety for themyriad of potential conditions it may be subjected to. The fuse is one of the most common devices to help protect electronic equipment and its users from the risk of electrical fire or shock due to these events, making it one of the most frequently employed solutions to obtain certification for these product and safety standards. When it comes to electronic or printed circuit board (PCB)applications, cartridge fuses are a cost-effective option and typically have higher voltage and interrupting ratings when compared to other types of electronic or PCB fuses. Given these characteristics, they can help ease the fault current investigation required to meet safety standards. For example, a power supply design may include evaluating all possible ways a user may connect to a power source and the possible fault currents each of those sources may deliver. When using cartridge fuses, a designer will need additionalaccessories to integrate this component on a PCB. Axial leads for thru-hole applications are one option (see Figure 1), but for designs requiring fuse replaceability or allowing the end-user to supply the fuses, fuse clips are a popular option. This document isintended to outline selection considerations, user guidelines, and considerations during assembly and fuse installation.Figure 1: Fuses with axial leads can be leveraged for PCBinstallation. However, this prevents the user from easily replacing the fuse cartridge. Consequently, fuse holders are used for easeof fuse installation and replaceability.Technical Note ELX1149Effective February 2022Fuse accessoryapplication guidelinesFuse holder productsThere is no one-size-fits-all fuse holder, and the suitability ofthe particular fuse clip depends heavily upon the end application. To best understand which fuse holder best meets the needs of an end application, see Eaton’s guide on selecting a fuse holder . Eaton offers four different fuse holder products:• Printed Circuit Board (PCB) fuse clips • Printed Circuit Board (PCB) fuse holders • Panel mount fuse holders •In-line fuse holdersThe fuse accessory selection guide offers assistance in selecting the correct fuse holders for a particular diameter fuse cartridge. The constructional differences between these types of fuse holders can be seen in Figure 2.Figure 2: Four different fuse clips can be employed for cartridge fuses, including (a) panel mount fuse holders,(b) PCB fuse clips, (c) PCB fuse holders, and (d) in-line fuse holders.Fuse clip selection considerationsChoosing the right fuse clip for the cartridge fuseEaton offers a wide variety of PCB fuse clips for 5 mm, ¼” (6.3 mm), and 13/32” (10 mm) diameter cartridge fuses, as well as fuse clips for ATC/ATM auto blade fuses (see Figure 3). Much of fuse clip selection is due to preference; users may prefer a particular pin configuration or end stop variety for any number of reasons. Fuse clip pin configurationsEaton fuse clip circuit connections are all thru-hole. However,pin configurations can vary between straight, angled-out, angled-in, or the stand-off construction that keeps the bottom of the clip from hitting the board during the installation/removal process.Figure 4: Fuse clips can come with straight, angled-out, angled-in, or stand-off configurations (left to right).Constructional differences in fuse clipsFuse clips can employ end stops (also referred to as “ears”)to hold the fuse cartridge in place (see Figure 5). The choice between these two is mainly based upon the designer’s preference.Both options provide an adequate fuse contact force while the end stops can help prevent connection issues due to fuses exiting the clips. As shown in Figure 5, these clips are of the same height (0.255“) with the two fuse clip variations. Eaton offers 1/4” (6.3 mm) diameter fuse clips with straight, angled-in, and angled-out leads.Figure 5: Fuse clips can either use end stops (top) or no end stops (bottom).Some variations of ears (or end stops) will also include metal tabs as stoppers for the cartridge fuse.Figure 6: Fuse clip with metal tabs to prevent slippage fromhorizontal motions or vibrations.FamilyMax current ratingFuses acceptedCircuitconnections 3rd party certifications1Axxxx40 A 10 mm Thru-hole cURus 30 A1/4" (6.3 mm)Thru-hole cURus10 A 5 mmThru-hole 15 AATC/ATM auto blade fuses Thru-hole HTC-2xx6.3 A5 mmThru-holeFigure 3: Specifications for fuse clips can be found inEaton’s circuit protection devices & applications catalog.Fuse clipsa bc dHorizontal fuse heightThe horizontal fuse height from the board varies per fuse family (see T able 2). This range in fuse heights from the board ismost apparent in the various fuse clip families made for 5 mm cartridge fuses. The two fuse clips in Figure 7 support the same 5 mm diameter cartridge fuse and have straight leads with standoffs. However, they have different fuse heights of 3.2 mm and 11.2 mm. The choice between fuse heights depends upon the access a user may need to the fuse clips and the profile of the PCB. Employing a shorter fuse clip for high integration, lower-profile PCBs may be more optimal.Figure 7: 1A3399 fuse clip with a 3.2 mm fuse height from the board and the 1A5018 fuse clip with an 11.2 mm fuse height from the board. Both options support 5 mm cartridge fuses. Body materialThe fuse clip’s body material and plating composition may vary as well (see T ables 1 and 2). Fuse clips must exhibit a high degree of strength and a resistance to permanent deformation to withstand the strain of fuse installation and replacement. For this reason, the body of the fuse clip must have a high yield strength and modulus of elasticity to provide adequate contact forces while also preventing any material deformations during handling (see T able 1). Additionally, the body materials contribute to the overall circuit resistance.Thus, selecting a reasonably conductive alloy to carry the operational current is another condition to consider. Generally speaking, more conductive alloys are recommended for higher current applications. For each material, there are heat treating or additionalmanufacturing processes that help properly utilize the material properties of each alloy and ensure suitability for virtually all electronic applications, including the current carry capability. Plating compositionThe plating composition of fuse clips is typically either bright tin or pure silver (see T able 2). The primary purpose of plating layers of fuse clips is to support solderability in the application. While both are good options for solderability, given the alloy markets, tin plating is a more economical option. Since there are differences in conductivity between these two plating alloys, silver plating does offer slightly improved conductivity for the overall clip. However, the thickness of plating doesn’t provide significant improvements in current carrying capability. Each application and operational conditions are different though. Lastly, if there are concerns around tin whiskers of bright tin plating, silver plating does provide an option to avoid costly and time consuming testing to help speed to market.Properly installing a fuse clip Fuse clip assemblyT wo fuse clips must be horizontally aligned and orthogonal tothe fuse cylinder to properly install fuse clips. Naturally, the centers of the fuse clips should be centered with the contacts of the fuse cylinder (Figure 8). This need for proper orientation and alignment of the fuse clips necessitates the use of fuse clips with identical fuse heights from the PCB. In this case, one fuse clip might contain end stops while the other might not for the ability to slide the fuse in and out. T o mitigate the risk of an unusable fuse clip installation,employ two identical fuse clips. While the fuse clips have an inherent resistance to deformation, it is essential not to deform them due to improper installation, which includes not pressing the fuse past where it is intended to be held by the clip. This requires careful insertion/removal of any fuse cartridge. The through-hole fuse clips must be soldered straight to ensure proper heat rise. This way, the fuse clips and fuse assembly can carry current safely without issues.Figure 8: Fuse clips must be in plane with each other and orthogonal to the fuse cylinder. It is crucial to get the orientation and alignment correct to install a fuse.Per the UL4248, the UL standard for fuse holders, a dummy fuse is for testing and has a 30°C limit in order to have a consistent and standardized resistance. However, many fuses in the relevant fuse diameters have varying current handling capabilities and DC resistances (DCRs) than a dummy fuse. The DCR of the fuses will inevitably be higher than that of a dummy fuse, which will contribute significantly to a different heat rise vs the standard laboratory testing. For this reason, the standard approaches may not be sufficient for ensuring sufficient heat rise. Additional testing should be carried out under worst-case (or similar) conditions that the equipment may experience to ensure the suitability of the installation in harsh electrical and environmental conditions. This testing could include testing the board within higher ambient temperatures, higher currents, with the potential use of higherresistance fuses by end-users.Eaton is a registered trademark.All other trademarks are property of their respective owners.EatonElectronics Division 1000 Eaton Boulevard Cleveland, OH 44122United States/electronics© 2022 EatonAll Rights Reserved Printed in USAPublication No. ELX1149 BU-ELX22008February 2022Other worst-case scenarios may consist of the experimental use of thinner PCB traces or wires with no ambient airflow. Larger PCB trace weight can help thermally conduct and dissipate additional heat. Natural or forced convective cooling would also reduce heat rise; however, suitability is up to the end application. Eaton andauthorized distributors provide the expertise and required samples toassist engineers in designing and installing fuses.T able 3: PCB layout from the 1Axxxx datasheet.Follow us on social media to get thelatest product and support information.。
