半导体设备保护用熔断体

半导体设备保护用熔断体1 总则除IEC 60269-1：2006规定外，补充下列要求。

半导体设备保护用熔断体应符合IEC 60269-1：2006所有要求，并且还应符合本部分规定的补充要求。

1.1 范围和目的本部分的补充要求适用于安装在具有半导体装置的设备上的熔断体，该熔断体适用于标称电压不超过交流1 000V或直流1 500V的电路。

如适用，还可用于更高的标称电压的电路。

注1：此类熔断体通常称为“半导体熔断体”。

注2：在多数情况下，组合设备的一部分可用作熔断器底座。

由于设备的多样性，难以作出一般的规定；组合设备是否适合作熔断器底座，宜由用户与制造厂协商。

但是，如果采用独立的熔断器底座或熔断器支持件，他们应符合IEC 60269-1：2006的相关要求。

注3：IEC 60269-6专用于太阳能光伏系统的保护。

本部分的目的是确定半导体熔断体的特性，从而在相同尺寸的前提下，可以用具有相同特性的其他型式的熔断体替换半导体熔断体。

因此，本部分中特别规定了：a) 熔断体的下列特性：1) 额定值；2) 正常工作时的温升；3) 耗散功率；4) 时间-电流特性；5) 分断能力；6) 截断电流特性和I2t特性；7) 电弧电压特性。

b) 验证熔断体特性的型式试验；c) 熔断体标志；d) 应提供的技术数据（见附录BB）。

1.2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

IEC 60269-1：2006 低压熔断器第1部分：基本要求（Low-voltage fuses - Part 1: General requirements）IEC 60269-2：2006 低压熔断器第2部分：专职人员使用的熔断器的补充要求（主要用于工业的熔断器）标准化熔断器系统示例A至J（Low-voltage fuses - Part 2: Supplementary requirements for fuses for use by authorized persons (fuses mainly for industrial application)- Examples of standardized systems of fuses A to J）IEC 60269-3 低压熔断器第3部分：非熟练人员使用的熔断器的补充要求（主要用于家用和类似用途的熔断器）标准化熔断器系统示例A至F（Low-voltage fuses-Part 3：Supplementary requirements for fuses for use by unskilled persons（fuses mainly for household and similar applications)-1Examples of standardized systems of fuses A to F）IEC 60417 设备用图形符号（Graphical symbols for use on equipment）ISO 3 优先数优先数系列（Preferred numbers–Series of preferred numbers）2 术语和定义除IEC 60269-1：2006规定外，补充下列要求。

2.2一般术语2.2. 101半导体设备 Semiconductor device基本特性是由于载流子在半导体中流动引起的一种设备。

[IEV 521-04-01]2.2. 102半导体熔断体 Semiconductor fuse-link在规定条件下，可以分断其分断范围内任何电流的限流熔断体（见7.4）。

2.2. 103信号装置 Signalling device作为熔断器的部件，用于向远处发出熔断器动作信号的装置。

注：信号装置由撞击器和辅助开关组成，也可以由电子装置组成。

2.2. 104电压源逆变器 voltage source inverterVSI稳压逆变器。

[IEV 551-12-11]注：也可指稳压逆变器，即该逆变器在提供电流时，其输出电压无任何实质性地改变。

2.2. 105电压源逆变器熔断体 voltage source inverter fuse-linkVSI熔断体 VSI fuse-link在规定条件下，能分断电压源逆变器内直流侧的电容器放电产生的短路电流的限流熔断体。

注1：本文件使用缩略语“VSI熔断体”。

注2：为了在高频下能正常运行，VSI熔断体通常在短路电流下动作，该短路电流由直流侧的电容器通过很低的电感放电所产生。

此短路条件导致很高的电流上升率（相当于低的时间常数值，典型值为1ms至3ms）。

即使在短路期间，当电流上升时外加电压降低，电源电压仍为直流。

注3：在某些复合交流驱动运用中，单个输出逆变器可能远离主输入整流器。

在这种情况下，相关的故障电路阻抗可能影响熔断体的动作。

由此当选择适当的短路保护时，需考虑相关的时间常数和电容器的尺码。

3 正常工作条件除IEC 60269-1：2006规定外，补充下列要求。

3.4电压3.4.1额定电压对于交流，熔断体的额定电压与外加电压有关，它以正弦交流电压的有效值表示。

可以假定在熔断体的熔断过程中，外加电压保持不变。

验证额定值的所有试验以此为基础。

注：在很多应用中，在熔断时间的大部分时间内，外加电压相当接近正弦波。

但是也有很多场合，此条件得不到满足。

非正弦外加电压时的熔断体的性能，可以通过对非正弦外加电压的算术平均值与正弦外加电压时比较来进行近似估算。

对于直流和VSI熔断体，熔断体的额定电压与外加电压有关，它以平均值表示。

如果直流电压是由交流电压整流得到的，那么直流电压的波动不应超过平均值的5%或低于平均值的9%。

3.4.2工作中的外加电压正常工作条件下，外加电压是指当故障电路中电流增加到熔断体将要熔断时的电压。

对于交流，单相交流电路中外加电压值通常等于工频恢复电压的值。

除正弦交流电压，其他交流电压应知道外加电压与时间的函数关系。

对于单向电压和VSI熔断体，其主要数据有：——熔断体整个熔断时间的平均值；——燃弧末期的瞬时值。

3.5电流半导体熔断体的额定电流是以额定频率下的正弦交流电流的有效值表示。

对于直流，认为电流有效值不超过额定频率时正弦交流的有效值。

注：熔体的热反应时间可能很短，以致在这非正弦电流的条件下熔体的熔断不能仅根据有效值电流来估算。

这种情况特别出现在频率较低和电流出现较突出的峰值，而峰值间出现相当长的小电流。

例如：在变频和牵引的使用场合。

3.6频率、功率因数和时间常数3.6.1频率额定频率是指型式试验中正弦电流和电压的频率。

注：当工作频率与额定频率相差很大时，用户宜与制造厂协商。

3.6.3时间常数（τ）对于直流，实际运用中的时间常数应符合表105的规定。

注1：某些使用场合对时间常数的要求可能超出表的规定。

在这种情况下，宜使用经试验证明符合要求并宜标有相应标志的熔断体或用户和制造厂之间达成关于该种熔断体适用性的协议。

某些使用场合时间常数明显地低于表中规定值。

在这种情况下，外加电压可能高于表105规定的额定电压。

对于VSI熔断体，实际运用中相当的时间常数应符合表106的规定。

注2：由于低电感引起高的短路电流上升率，此被视为相当于一个低的时间常数。

3.10 壳内的温度熔断体的额定值是根据规定条件而定的,当安装地点的实际情况（包括安装地的空气条件）与规定条件不符合时,用户应与制造厂协商是否需要重新规定额定值。

4 分类IEC 60269-1：2006适用。

5 熔断器特性3除IEC 60269-1：2006规定外，补充下列要求。

5.1特性概要5.1.2熔断体a)额定电压(见5.2)；b)额定电流(见IEC 60269-1：2006中5.3)；c)电流种类和频率 (见IEC 60269-1：2006中5.4)；d)额定耗散功率 (见IEC 60269-1：2006中5.5)；e)时间-电流特性(见5.6)；f)分断范围(见IEC 60269-1：2006中5.7.1)；g)额定分断能力(见IEC 60269-1：2006中5.7.2)；h)截断电流特性(见5.8.1)；i)I2t特性(见5.8.2)；j) 尺寸或尺码(如适用)；k) 电弧电压特性(见5.9)。

5.2 额定电压对于额定交流电压不超过690V,额定直流电压不超过750V,IEC 60269-1：2006适用；对于更高的电压,可从ISO 3中的R5或R10系列中选取。

熔断体应有一个交流电压额定值或直流电压额定值或VSI电压额定值，且可有一个或多个这些电压额定值。

5.4 额定频率额定频率是指与性能数据相关的频率。

5.5 熔断体的额定耗散功率除IEC 60269-1：2006规定外,制造厂应规定额定耗散功率与50%～100%额定电流的函数关系或50%、63%、80%和100%额定电流时的额定耗散功率。

注：若要考虑熔断体的电阻值，此值宜根据耗散功率和相关电流的函数关系来确定。

5.6 时间-电流特性极限5.6.1 时间－电流特性，时间－电流带5.6.1.1 基本要求熔断体的时间-电流特性与设计有关，对于给定的熔断体，也与周围空气温度和冷却条件有关。

制造厂应按8.3规定的条件，提供周围空气温度为20℃～25℃时的时间-电流特性。

考虑的时间-电流特性是弧前特性和熔断特性。

对于交流，是指在额定频率下弧前或熔断时间大于0.1s时的时间-电流特性。

对于直流，是指在按表105规定的时间常数下弧前或熔断时间大于15τ时的时间-电流特性。

对于较高的预期电流（时间较短），相同的资料应以I²t特性（见5.8.2）表示。

5.6.1.2 弧前时间-电流特性对于交流，弧前时间-电流特性应以给定频率（额定频率）下对称交流电流值表示。

对于直流，对相关电路时间超过15τ的弧前时间-电流特性部分特别重要，该部分与同一区域内的交流弧前时间-电流特性相同。

注1：由于实际使用中遇到的电路时间常数范围比较大，对于时间短于15τ的特性，以弧前I2t特性来表示比较方便。

注2：选择15τ的数值是为了避免在较短的时间内，不同的电流上升率对弧前时间-电流特性的影响。

5.6.1.3 熔断时间-电流特性对于时间大于0.1s的交流和时间大于15τ的直流，其燃弧时间与弧前时间相比可忽略不计，因此熔断时间相等于弧前时间。

5.6.2 约定时间和约定电流5.6.2.1 “aR”型熔断体的约定时间和约定电流见7.4。

5.6.2.2 “gR”和“gS”型熔断体的约定时间和约定电流约定时间和约定电流在表101中规定。

表101 “gR”和“gS”型熔断体的约定时间和约定电流5.6.3 门限不适用。