保險絲選用設(shè)計規(guī)范

1、保險絲選用設(shè)計規(guī)范CY-WE-18-04-221. 目的為了使本公司產(chǎn)品設(shè)計文件中有關(guān)保險絲設(shè)計選用的技術(shù)要求進(jìn)一步規(guī) 范化，特制定本規(guī)范。2. 適用范圍適用于本公司產(chǎn)品設(shè)計過程中對保險絲的選用3. 規(guī)范3.1保險絲分類3.1.1本公司保險絲目前有功得和 SUN兩家供應(yīng)商，除定型的客戶已承認(rèn)的機種 還用功得的保險絲外，由于采購和成本原因新開發(fā)的產(chǎn)品所用保險絲一般選用SUN3.1.2從熔斷速度來講，保險絲一般分為快速型和慢速型兩種，以下以SUN為例說明：3.1.2.1 5G 、5GR 5F、5FP、6G 6GP為快速型，其中：a. 5G 、5GP 6G 和 6GP有 UL認(rèn)證；b. 5F 和5F

2、P無UL認(rèn)證；c. 5G 、5F和6G無引腳；d. 5GP 、5GP和 6GP有引腳。3.1.2.2 5S 、5SP 5T、5TP、6S、6SP為慢速型，其中：a. 5S 、5SP 6S和 6SP有 UL認(rèn)證；b. 5T 和5TP無UL認(rèn)證；c. 5S 、5T和6S無引腳；d. 5SP 、5TP和 6SP有引腳。3.1.3保險絲還有溫度保險絲和過流保護(hù)器兩種延伸類型， 溫度保險絲主要用于 變壓器里作溫度保險用，過流保護(hù)器主要用于電源電流大于 10A以上的機種作 過流保護(hù)用。3.2選型321 100V-120V 保險絲選用 5G5GR5F、5FP、6G6GP快速型保險絲，220V-240V 保險

3、絲選用5S、5SP 5T、5TP、6S、6SP慢速型保險絲，OEM機種按客戶要求選 擇。3.2.2 100V-120V 保險絲一般選值計算原則： 假定放大器的額定輸出功率為 W 保險絲的電流計算值為 AI （單位為安培） 保險絲的實際取值為A （單位為安培）其經(jīng)驗計算公式為：AI=11W/590+0.8則A按保險絲的標(biāo)稱電流的優(yōu)先取值順序為 A =AI ±0.1 AI +0.1 < A< AI +0.43.2.3 220V-240V 保險絲一般選值原則：保險絲規(guī)格電流值以100V-120V保險絲取值的1/2倍取值。3.2.3 10A 以上的保險絲無安規(guī)認(rèn)證，此時產(chǎn)品設(shè)計可

4、選用過流保護(hù)器。3.3 保險絲的標(biāo)識保險絲必須在PC板和鐵殼上有明確的電流值和電壓值標(biāo)識。保險管似乎是一種簡單的器件，然而要了解其工作機理，必須考慮許多因素，還要考慮安裝保險管的環(huán)境 所產(chǎn)生的影響。圖 1. 普通的保險絲圖1 說明保險管連接到電子電路中的情況。通過調(diào)節(jié)可變電阻器可得到不同的電流值，圖中顯示了三個不 同的電流值在達(dá)到熱平衡的情況下，溫度沿保險絲方向的變化情況。保險絲的中部最熱，當(dāng)這一點的溫度 超過其熔點時，保險絲就被熔斷，電流終止。在這個例子中所用的是銀質(zhì)金屬絲，其熔點為960 'C,如果電流增加到稍微超過所示的最大值，金屬絲就會熔斷，電流中止。用于保險絲的其它典型材料有

5、熔點為1085 C的銅、熔點為420 C的鋅和熔點為232 C的錫。當(dāng)電流小于熔斷電流時， 金屬絲的電阻會造成發(fā)熱，產(chǎn)生的熱量可由公式I2R來計算，其中I是電流、R是金屬絲的電阻，這就是電路消耗的功率，可以瓦特 （watts） 來計量，它與電流的平方成正比，因此兩倍的電 流將使功率消耗增加到 4 倍。在穩(wěn)定的溫度下，基本的能量平衡等式為：保險絲上的電功率 =熱輸出為了簡化分析，將保險絲的性能分為三個獨立的區(qū)域來考慮，但在現(xiàn)實世界中有很廣的應(yīng)用區(qū)域和很多保 險絲的工作狀態(tài)，只有很少情況會落在這些離散的區(qū)域中。1. 正常的或穩(wěn)定的狀態(tài)電流低于使保險絲達(dá)到熔斷溫度所需的電流，可承受適度的溫度上升，保

6、險管所安裝的電路在正常的、無 故障的條件下工作。2. 適度的過載 （在保險絲額定值的 2 到 8 倍之間 ）電流高于使保險絲的熔斷所需的值，保險絲開始發(fā)熱，溫度試圖上升到能量平衡公式的值，但無法達(dá)到平 衡，保險絲先熔斷，而后電流中止。在 0.1 秒到 4小時或更長時間后，保險絲中止過流，這是對過載的正 常響應(yīng)。3. 高過載（電流大于保險絲額定值的 8倍，通常由短路造成 ）電流大大高于使保險絲升溫到熔點所需的電流值，保險絲很快就被加熱到熔點，以致于沒時間通過傳導(dǎo)、 對流或輻射來散熱， 在這種情況下， 消耗的電功率等于保險絲熔化所需的能量。 這一系統(tǒng)被稱作絕熱系統(tǒng) （沒 有熱損失 ）。時延保險絲

7、這些保險絲又稱為抗浪涌、時間滯后保險絲，也叫做慢熔保險絲，它們經(jīng)過專門設(shè)計，對電子設(shè)備開機產(chǎn) 生的啟動浪涌電流或沖擊電流不敏感。 快速響應(yīng)保險絲包含一個簡單的金屬絲， 僅被認(rèn)為是基本的保險絲。圖 2. 啟動電流波形在許多電子電路中都會有啟動沖擊電流發(fā)生，圖 2(a.c.) 顯示了變壓器或彩電和計算機顯示器中消磁電路的 初級磁場電流，圖 2(d.c.) 顯示了白熾燈的啟動電流波形。發(fā)動機的啟動產(chǎn)生啟動電流非常普遍，雖然這些 趨勢比顯示出的有更長的持續(xù)時間。這些脈沖的幅度為正常運行電流的 5 倍和 20 倍，持續(xù)時間在 0.001 秒和 0.5 秒之間， 它們通常是先達(dá)到最 大值，然后成指數(shù)規(guī)律衰

8、減到正常運行電流。這些啟動脈沖是很正常的， 但如果使用當(dāng)電流達(dá)到額定電流的5 倍左右時就會快速斷路的快速響應(yīng)保險絲，當(dāng)啟動脈沖來時，保險絲就會斷開，造成所謂的 “無辜開路 ”。啟動脈沖的能量可計算出來并與保險絲熔斷所需能量相比較，計算公式為I2t，可以安培平方秒(A2Sec)來測量，只要脈沖的能量小于保險絲熔斷所需的能量，就可避免 “無辜開路 ”的情況。采用簡單的快速響應(yīng)保險絲，為了確保其在啟動脈沖到來時不會起作用，通常必須選擇額定值遠(yuǎn)大于正常 運行電流的保險絲。因此，對于正常運行電流 2 至 3 倍的低過載，必須用額定值很高的保險絲以使其能經(jīng)受啟動脈沖，不會斷 開，這就意味著所有相關(guān)的元件、

9、導(dǎo)線和印制線必須提高質(zhì)量以滿足這一條件。這種方法會增加成本，同 時仍無法對低過載的情況給以令人滿意的保護(hù)。我們需要的是能延時(高I2t)的保險絲，同時又能很好地響應(yīng)持續(xù)的低過載。延時保險絲本質(zhì)上是采用高額 定值的快速響應(yīng)保險絲，最簡單的方法是采用直徑較粗的金屬絲同時提高對低過載的響應(yīng)性能，為了達(dá)到 這一要求，需要利用所謂的“M效應(yīng)。“ M效應(yīng)這一效應(yīng)是指帶有錫球的銀質(zhì)保險絲事實上能在比預(yù)期更低的過載時斷開，斷點位于錫球附近。圖 3. 基本時延保險絲考慮圖3所示的保險絲有一根熔點為 960 'C的銀質(zhì)金屬絲，上面帶有熔點為 232 'C的錫球。要熔化銀絲, 需要足夠的電流使金屬絲

10、的溫度升至960 C,然而要熔化錫球只需低很多的電流即可，因為只需將銀絲的溫度升到 232 C。一旦錫熔化后，由于表面張力的原因它會保持在原位，固體銀絲通過擴散反應(yīng)會浸入熔化的錫球中，這種 效應(yīng)會增加該點的阻抗，并引起局部溫度的上升，反過來又會加速擴散反應(yīng)的進(jìn)行。其最后結(jié)果是當(dāng)電流 小于熔斷普通銀絲所需的電流時，造成錫熔化，使保險絲在比這種直徑的金屬絲所預(yù)期的熔斷電流更低的 電流下斷開。制作時延保險絲，只需簡單地放一個比相同額定電流的快速響應(yīng)保險絲直徑更大的金屬絲，并利用錫球改 善低過載性能以得到可接受的效果。圖4.“ M效應(yīng)圖4 顯示了用作保險絲的金屬絲帶錫球和不帶錫球時的性能。由于采用了對

11、數(shù)坐標(biāo)，圖上的偏差看起來不 是很大，但保險絲加錫球后，能明顯加快斷開時間。電流為 5 安培時，沒有錫球的保險絲需 35 秒才能熔 斷，而帶錫球的只需 6 秒左右即可熔斷。在實際應(yīng)用中，雖然仍使用錫珠設(shè)計進(jìn)行生產(chǎn)，但不容易實現(xiàn)高速自動裝配。為了克服這一缺點，將錫連 續(xù)涂在金屬絲上，“M效應(yīng)將在最熱的點，即線的中點起作用。這種錫涂層還有增加整個金屬絲直徑的作用， 進(jìn)一步增加保險絲的 I 2t。更進(jìn)一步的考慮是金屬絲的長度會受到 20mm 的保險絲長度的限制，要達(dá)到更高的 I2t 值，需要更大直徑 的金屬絲，但是在低負(fù)載的情況下為了產(chǎn)生足夠的熱量以使錫熔化并產(chǎn)生“M效應(yīng)，則需要長度超過20mm的金屬

12、絲以獲得足夠高的阻抗。在這種情況下，為獲得額外的長度，金屬絲以螺旋狀(helix) 繞在一個襯底上。來自襯底熱質(zhì)的延時對整個保險管的時延也有一定的貢獻(xiàn)。采用連續(xù)鍍錫線能達(dá)到普通直金屬線3 到4 倍的 I2t 值。熔斷能力保險絲的熔斷能力是指在額定電壓下，保險絲能安全斷開的最大電流，也是指中斷額定值(IR)的短路額定值。"安全"的定義是指不產(chǎn)生爆炸或火焰損害周圍物體或保險絲座。事實上，對主要的短路情況，成功斷開保 險絲的常識性標(biāo)準(zhǔn)是一旦短路現(xiàn)象消除，只需簡單地替換斷掉的保險絲，而無須做任何更進(jìn)一步的修理工 作。但保險絲本身可能會出某些損壞的跡象，例如冒出一些輕煙，保險絲的管壁

13、發(fā)生內(nèi)部破裂，這是正常的， 它是在短時間內(nèi)耗散大量能量的顯示。電流限制 如果保險絲能在電源的四分之一周期內(nèi)中斷故障電流，這種保險絲稱為電流限制類保險絲，這就意味著預(yù) 期的峰值電流永遠(yuǎn)不會出現(xiàn)，這是一個主要優(yōu)點，它能限制由過流造成的損壞。圖5.電流限制在這種情況下，將永遠(yuǎn)不會達(dá)到預(yù)期的故障電流，這將有助于防止系統(tǒng)受到嚴(yán)重短路造成的損壞（圖5）。保險管填充當(dāng)短路的程度變得越來越嚴(yán)重，與保險絲串聯(lián)的阻抗就變得越小。在實際應(yīng)用中，保險絲本身更靠近能量 源，大多數(shù)情況下的能量源是變壓器。由于線圈中儲存磁場能量，電路的電感量越大，電路中斷時，保險 絲會吸收更多能量。在高熔斷能力保險絲的設(shè)計中，為使電弧盡快

14、消失，保險絲內(nèi)可填充沙子或相似的材料。填充物可完成下列功能： 填充物可使電弧冷卻，沙子可吸收電弧產(chǎn)生的能量。由于不得不在填充物的顆粒之間通過，可增加電弧長度。 填充物減少了保險絲中空氣的數(shù)量，所以當(dāng)電弧剛形成時，只有很少空氣可擴散，且只產(chǎn)生更低 的壓力，使保險絲失效的可能性更小。« 填充物可保護(hù)保險絲主體不直接暴露在電弧中，雖然如此，保險絲主體仍應(yīng)盡量結(jié)實，常用陶瓷 代替玻璃。過壓保險管特別是填充沙子的保險管在排除短路的故障電流時，就會發(fā)生過壓。在對這種現(xiàn)象進(jìn)行理論分析時，可把它看作是在電流中斷的點上出現(xiàn)在保險絲上的后電動勢（emf）。在一個230伏的交流系統(tǒng)上，在開路時出現(xiàn)超過20

15、00伏的瞬時高壓并不罕見，但持續(xù)時間很短（幾微秒）的這些尖峰可反映到距離很短的金屬線上，造成電路中半導(dǎo)體器件的損壞，例如燈的調(diào)光器、計算機、彩 電和音響設(shè)備中的半導(dǎo)體器件。關(guān)掉熒光燈時也可造成相似的過壓情形。原理介紹WH自復(fù)位過流保護(hù)器（自恢復(fù)保險絲）是由高科技聚合樹脂及納米導(dǎo)電晶粒經(jīng)特殊工藝加工制成，正常情況下，納米導(dǎo)電晶體隨樹脂基鏈接形成鏈狀導(dǎo)電通路，WH保護(hù)器正常工作；當(dāng)電路發(fā)生短路或者過載時，流經(jīng) WH保護(hù)器的大電流使其集溫升高，當(dāng)達(dá)到居里溫度時，其態(tài)密度迅速減小，相變增大，內(nèi) 部的導(dǎo)電鏈路呈雪崩態(tài)變或斷裂，WH保護(hù)器呈階躍式遷到高阻態(tài)，電流被迅速夾斷，從而對電路進(jìn)行快速，準(zhǔn)確的限制和

16、保護(hù)，其微小的電流使WH保護(hù)器一直處于保護(hù)狀態(tài)，當(dāng)斷電和故障排除后，其集溫降低，態(tài)密度增大，相變復(fù)原，納米晶體還原成鏈狀導(dǎo)電通路，WH保護(hù)器恢復(fù)為正常狀態(tài)，無需人工更換。電附值應(yīng)用范圍通迅設(shè)備：程控交換機、用戶終端設(shè)備、總配線保安單元等。*汽車電子：汽車線束、汽車防盜器 、汽車微電機、汽車電子產(chǎn)品等。*電器設(shè)備：衛(wèi)星接收機、安防設(shè)備、揚聲器、工業(yè)自動控制等。電子行業(yè)：電源、鎮(zhèn)流器、微電機、火災(zāi)報警、儀器儀表等。產(chǎn)品優(yōu)點1. 安裝方便：WH自復(fù)位過流保護(hù)器無極性，串聯(lián)于需要保護(hù)的電路即可，不僅應(yīng)用廣泛，而且安全可靠。2. 重復(fù)使用：切斷電源和排除故障后，自動恢復(fù)為正常狀態(tài)，無須人工更換，可重復(fù)使

17、用。3. 無再接通：故障條件下，不會再次接通故障電路（其它保護(hù)電路，雙金屬片等會反復(fù)接通而擴大故障范圍）。4. 提升品質(zhì)：能提升客戶產(chǎn)品的品質(zhì)，能大大降低成品的自然損壞率，能大大延長產(chǎn)品的使用壽命。5. 增加亮點：因為增加了高科技元素，所以能為客戶的產(chǎn)品增加新的閃光點，讓易損電路不再脆弱6. 降低成本：比其它的保護(hù)電路減少元件數(shù)量，PCB面積、作業(yè)過程損壞。降低不良率售后服務(wù)成本。7. 效率提高：能提升工程師的設(shè)計效率和保護(hù)的準(zhǔn)確度和可靠性。8. 提升信譽：能提升客戶公司的美譽度和產(chǎn)品的市場競爭力。安裝方式WHPTC自復(fù)保險絲沒有極性，阻抗小，安裝方便，將其串聯(lián)關(guān)于被保護(hù)電器的線路中即可，電源

18、直流或交流均可。符號說明符號說明IhWHPTC元件在25 °C環(huán)境溫度下的最大的工作電流ItWHPTC元件在25 C環(huán)境溫度下啟動保護(hù)的最小電流ImaxWHPTC元件能承受最大電流PdmaxWHPTC元件工作狀態(tài)下的消耗功效VmaxWHPTC元件的最大工作電壓VmaxiWHPTC元件在阻斷狀態(tài)下所承受的最大電壓RmaxWHPTC元件工作前的初始最小阻值RmaxiWHPTC元件末工作前的初始最大阻值選型指南1. 列出設(shè)備線路上的最大正常工作電流（I）和最大的工作電壓（V）2. 岀工作環(huán)境溫度正常值及范圍，按折減率計算正常電流Ih（詳見環(huán)境溫度與電流值的折減率表）3. 根據(jù)I、V值，產(chǎn)品類別及安裝方式選擇一種"萬和"牌自復(fù)位過流保護(hù)器系列。（參考各規(guī)格表）4. 選岀的 萬和”牌自復(fù)位過流保護(hù)器的I值必須小于或等于Ih5. 用戶對我公司產(chǎn)品如有特殊要求，請與我公司聯(lián)系，我們將根據(jù)您的要求進(jìn)行專項研發(fā)，且不收任何附加費用。環(huán)境溫度及電流值折減比率表WHSeries-20 °C0 C25 C30 C40 C50 C60 C70 C85 CWH600138%119%100%92%83%73%64%55%42%WH250132%117%100%91%85%77%68%61%48%WH130136%1