小型熔斷器的基本知識(shí)

小型熔斷器的基本知識(shí)第1頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六小型熔斷器的發(fā)展歷史19世紀(jì)80年代,愛迪生申請(qǐng)了第一個(gè)在電路中相當(dāng)于安全閥門的保險(xiǎn)絲專利,開啟了熔斷器發(fā)展的歷史保險(xiǎn)絲應(yīng)用日益廣泛,產(chǎn)生了眾多的設(shè)計(jì),各行各業(yè)對(duì)保險(xiǎn)絲有不同要求,由此產(chǎn)生了外形/尺寸/安裝形式/材料/結(jié)構(gòu)/規(guī)格/特性/應(yīng)用等各不相同的熔斷器家族千姿百態(tài)的品種。小型熔斷器的發(fā)展經(jīng)歷了四次革命性的創(chuàng)新里程.世界各國行業(yè)發(fā)展和環(huán)境條件的差異,又產(chǎn)生了熔斷器在不同使用地區(qū)的許許多多差異。反映在管狀電子類小型熔斷器產(chǎn)品上的這些差異，逐漸形成了北美和歐洲兩大主要體系.IEC60127-4通用模件熔斷體試圖把兩大體系合而為一,邁出了第一步.中國熔斷器行業(yè)起步于1950年代,開始全部照搬當(dāng)時(shí)的蘇聯(lián),品種少/結(jié)構(gòu)陳舊/試驗(yàn)方法落后。七十年代末,彩電國產(chǎn)化工作推進(jìn)了小型熔斷器行業(yè)的發(fā)展,彩電配套的延時(shí)熔斷器開始向國際標(biāo)準(zhǔn)靠攏.中國第一個(gè)小型熔斷器國家標(biāo)準(zhǔn)GB9364.-88等效采用了IEC60127的相應(yīng)部分,修定后的GB9364-97和最近制定的GB9364.4則等同采用了IEC60127的相應(yīng)部分,但該標(biāo)準(zhǔn)的第5,9,10部分至今還沒有制定.第2頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六小型熔斷器的四代產(chǎn)品1.傳統(tǒng)管狀熔斷體(MiniatureCartridgefuse)

2.微型熔斷器(Micro/Subminiaturefuse)3.表面貼裝熔斷體(Surfacemountfuse)4.多層獨(dú)石表面貼裝熔斷體(SolidMatrixchipfuse)第3頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六傳統(tǒng)管狀熔斷體傳統(tǒng)產(chǎn)品,由金屬熔體加管狀外殼組成,品種非常豐富:有玻璃管/增強(qiáng)玻璃/陶瓷管體,特快速/快速/中速/延時(shí)/長延時(shí)等;高分?jǐn)?增強(qiáng)分?jǐn)?低分?jǐn)嗟?需要用熔斷器夾/座/盒/套等連接到電路中(現(xiàn)已發(fā)展有帶引線的)常用尺寸:3.6x10,4.5x15,5.2x20,6.3x32,10x38…常用規(guī)格:32mA~16A/125~350V(10x38的可達(dá)30A/~600V)常見應(yīng)用:儀器儀表,家用電器,開關(guān)電源,建筑電器,視聽設(shè)備,照明電器,工業(yè)控制,醫(yī)療電器……第4頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六微型熔斷器20世紀(jì)5,60年代的換代產(chǎn)品,跟隨小型化的發(fā)展,打破了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式,用引腳焊接到電路板上;軸向引線的晶體管式:-6.5x6(金屬/玻璃外殼)-8.5x8(圓形塑料外殼)-8X6x4(方形塑料外殼)0.5~10A/63~250V徑向引線的電阻式:-2x7(環(huán)氧包封)快/慢斷-3x10(塑料外殼)快/慢斷0.5~10A/63V~250V廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)緊湊的小電器,電源變換器/充電器,通訊設(shè)備等第5頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六表面貼裝熔斷體20世紀(jì)8,90年代的新一代產(chǎn)品,在基體表面覆蓋熔體,體積進(jìn)一步縮小,功耗少,特別適宜PCB板上的電路保護(hù)用,很快得到推廣應(yīng)用并發(fā)展到很多品種主要品種:薄膜式-1206/0603/0402方管式-2.7x2.7x6/3x3x10快熔斷/慢熔斷等,聚合體/陶瓷體基板主要應(yīng)用:PC,PCB板,控制電路,通訊,各類小型電子設(shè)備等電路保護(hù)中第6頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六多層獨(dú)石表面貼裝熔斷體21世紀(jì)革命性新產(chǎn)品,完全改變了薄膜式表面安裝熔斷器的結(jié)構(gòu)/工藝和傳統(tǒng)的工作機(jī)理,熔體深入基體內(nèi)部并與基體材料燒結(jié)成堅(jiān)實(shí)的一體,并可做成多層熔體,大大提高熔斷器滅弧性能/可靠性和額定值,已逐步得到市場(chǎng)認(rèn)同,前景看好主要規(guī)格尺寸與薄膜式相同,快/慢斷,電流規(guī)格可做得更大特別適用于電腦周邊/網(wǎng)絡(luò)周邊/NB/手機(jī)/DSC/PDA/PDVD/GPS/MP3/SET-BOX/POS等數(shù)碼或終端電子產(chǎn)品,以及對(duì)體積要求較小的電池板/轉(zhuǎn)換器等第7頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六車用熔斷器(Automotive)車用熔斷器也是從管狀演變和發(fā)展而來的,至今上有部分摩托車/電動(dòng)車等還用玻璃管的;當(dāng)今大部分安裝在汽車電器盒內(nèi)的熔斷器大都是片式或條式的,一般每車用量在30-50個(gè)(片式35條式15);汽車熔斷器都是應(yīng)用在大電流(片式0.5~50A/條式40~300A)和低電壓(片式32V/條式80~125V)的條件下的;第8頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六工業(yè)熔斷器(Industrial)保護(hù)工業(yè)設(shè)備和電網(wǎng)系統(tǒng)安全的熔斷器是另一范疇的大型熔斷器,其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和制造商往往也不同于小型熔斷器;工業(yè)熔斷器大都應(yīng)用于高電壓(380~1000V)條件下,電流也可大到幾百安培,有部分10x38的陶瓷管狀的也應(yīng)用于一些大電流電子電路中(如空調(diào)/冷柜等);工業(yè)熔斷器也有美規(guī)(大部分為圓柱形)和歐規(guī)(有部分為方形)的不同系列,互相之間很難直接替換使用.第9頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六小型熔斷器的認(rèn)證小型熔斷器作為一個(gè)安全元件,在生產(chǎn)/銷售/使用時(shí)必須經(jīng)過權(quán)威機(jī)構(gòu)的安全認(rèn)證(安規(guī)認(rèn)證).由于小型熔斷器發(fā)展的兩大主要規(guī)格體系(北美和歐洲),其安全認(rèn)證也分為美規(guī)和歐規(guī)兩大體系.美規(guī)認(rèn)證以美國UL/加拿大CSA為主,產(chǎn)品通過UL/CSA頒布標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)可得到列名,生產(chǎn)廠以自送標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)UL/CSA確認(rèn)并通過試驗(yàn)的也可以獲得UL/CSA的認(rèn)可,這兩種認(rèn)證都得到北美各國和全球廣泛的認(rèn)同.歐規(guī)認(rèn)證以國際IEC標(biāo)準(zhǔn)為基本要求,由歐洲各工業(yè)國用各自國家標(biāo)準(zhǔn)通過試驗(yàn)即能獲得該國認(rèn)證,主要有VDE(德)/SEMKO(瑞)/BSI(英)/FEMKO(芬)……還可以通過CB試驗(yàn)報(bào)告來取得其他國家的認(rèn)證,中國的標(biāo)準(zhǔn)接軌IEC體系,所以CCC認(rèn)證也屬于歐規(guī)體系,同樣可以利用CB證書來轉(zhuǎn)換其他認(rèn)證.第10頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六小型熔斷器的主要應(yīng)用領(lǐng)域儀器儀表/工業(yè)控制/試驗(yàn)測(cè)量/電機(jī)等各種電器中;各類家用電器/視聽設(shè)備/廚衛(wèi)電器/小家電中;住宅供電系統(tǒng)/配電板/插頭開關(guān)/接線裝置中;PC機(jī)/筆記本/各種電腦周邊或外圍設(shè)備和附件中;電子通信/交換機(jī)/終端機(jī)/機(jī)站及相關(guān)產(chǎn)品中;網(wǎng)絡(luò)設(shè)備/接入分配及網(wǎng)絡(luò)周邊設(shè)備或附件中;交通設(shè)施/交通工具/各種車船及車載電子電器設(shè)備中;金融系統(tǒng)包括銀行證券設(shè)備/存取款及刷卡裝置等;商業(yè)系統(tǒng)包括各類服務(wù)行業(yè)的計(jì)算器/收銀機(jī)等設(shè)備;電子游戲/電子玩具等娛樂設(shè)施及附件中;各種類型的電源器/變換器/沖放電器等;醫(yī)療設(shè)備/軍工設(shè)備/高科技含量的各種設(shè)備中;……第11頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六過電流保護(hù)的多種產(chǎn)品小型熔斷器大量應(yīng)用于各類電子電氣產(chǎn)品中,是當(dāng)前應(yīng)用最普遍和廣泛的過電流保護(hù)元件;當(dāng)PPTC/CPTC等類熱敏電阻產(chǎn)品問世以來,有相當(dāng)一部分電路的過流保護(hù)改用可恢復(fù)并重復(fù)使用的PTC元件,但由于其反應(yīng)慢/電阻大等缺陷很多地方不能用;一部分設(shè)計(jì)人員對(duì)保護(hù)要求不高的應(yīng)用場(chǎng)合,選用一些帶有保護(hù)功能的電阻—保險(xiǎn)電阻來作過流保護(hù);也有部分溫度熔斷器兼有過電流保護(hù)的功能,被用來同時(shí)保護(hù)過溫和過流,但其過流保護(hù)的性能會(huì)略差;在一部分較大電流容量的電路中,也有用斷路器來作過流保護(hù)的;還有部分功能完整的IC器件被設(shè)計(jì)成附帶有一些對(duì)自身的保護(hù)功能,這些電路的IC保護(hù)就不再另外使用熔斷器了;如Sony設(shè)計(jì)的安全控制保護(hù)器(SCP)等的新型電路保護(hù)元件的發(fā)展,有可能改變小型熔斷器的應(yīng)用和發(fā)展;一些低檔產(chǎn)品中為了降低成本,省略了任何保護(hù)元件;第12頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六小型熔斷器的發(fā)展趨勢(shì)隨著電子產(chǎn)品發(fā)展的多樣化和新型化,對(duì)電路也提出許多新的保護(hù)要求,由此會(huì)陸續(xù)出現(xiàn)許多新型的或具有新穎保護(hù)功能的熔斷器品種,例如特快動(dòng)作,特強(qiáng)耐脈沖能力,微小額定電流,更大額定電流,耐高電壓的,特小體積的等等……由于電子工業(yè)的不斷發(fā)展,特別是微電子和數(shù)字電子的發(fā)展,對(duì)電路保護(hù)提出許多新的課題,例如靜電保護(hù),雷擊保護(hù),電磁干擾保護(hù)等等.小型熔斷器的發(fā)展也更加要求微型化,表面貼裝,無鉛化,多功能或多回路的集成化等等……不少熔斷器制造企業(yè)陸續(xù)跨出單純過流保護(hù)元件的領(lǐng)域,也同時(shí)涉足其他類別的電路保護(hù)元件或器件,逐步形成整套保護(hù)方案的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品研發(fā),這種發(fā)展將會(huì)導(dǎo)致兼有過流過壓保護(hù)的元件以及電路保護(hù)模塊等新產(chǎn)品的問世.有部分熔斷器制造企業(yè)正在準(zhǔn)備開發(fā)帶有智能功能的電路保護(hù)元件或電路保護(hù)模塊,從而開創(chuàng)小型熔斷器更新?lián)Q代的新紀(jì)元.第13頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六小型熔斷器的環(huán)保要求工業(yè)發(fā)展對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了破壞,反過來人類對(duì)自然與社會(huì)的認(rèn)識(shí)進(jìn)步又提出了保護(hù)環(huán)境的要求,只有良好的生存環(huán)境才能保證人類的美好生活和長久發(fā)展.小型熔斷器的無鉛化要求是歐洲和日本最先提出的,原定2006年起將不能再使用含有鉛/鎘/汞等六種元素的零件,不少企業(yè)已經(jīng)開始對(duì)供應(yīng)商提出要求,有些還把禁用的物質(zhì)擴(kuò)大到了22種甚至30余種之多,這就給我們小型熔斷器的生產(chǎn)企業(yè)提出了一個(gè)非常嚴(yán)峻的課題,因?yàn)檫@樣的變動(dòng)意味著不僅僅是材料的改變,還牽涉到工藝的改動(dòng),甚至是部分設(shè)計(jì)的改動(dòng),對(duì)某些產(chǎn)品來說,將是一個(gè)很大的工程.到目前為止,部分日本/臺(tái)灣/歐洲用戶已經(jīng)在進(jìn)行替換或過渡的工作了,不能滿足無鉛要求的產(chǎn)品將不能再使用;而大部分的生產(chǎn)企業(yè)也都已開展這項(xiàng)工作,陸續(xù)推出無鉛產(chǎn)品來替換原含鉛產(chǎn)品,但都還沒有完全達(dá)成目標(biāo).第14頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六熔斷器的基本功能熔斷器串聯(lián)在電子電路中，一般要求其電阻要?。ü囊。?dāng)電路正常工作時(shí)，它只相當(dāng)于一根導(dǎo)線，能夠長時(shí)間穩(wěn)定的導(dǎo)通電路；由于電源或外部干擾而發(fā)生電流波動(dòng)時(shí)，呀也應(yīng)能承受一定范圍的過載；只有當(dāng)電路中出現(xiàn)較大的過載電流(故障或短路)時(shí)，熔斷器才會(huì)動(dòng)作，通過斷開電流來保護(hù)電路的安全。在熔斷器分?jǐn)嚯娐返倪^程中,由于電路電壓的存在,在熔體斷開的間隙會(huì)發(fā)生電弧,高質(zhì)量的熔斷器應(yīng)該盡可能地避免這種飛弧;在熔斷器分?jǐn)嚯娐泛?又應(yīng)該能耐受加在兩端的電路電壓.熔斷器作為一個(gè)安全元件必須同時(shí)具備電性能和安全性兩方面的基本功能.第15頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六熔斷器的工作原理熔斷器通電時(shí)因電流轉(zhuǎn)換的熱量會(huì)使熔體的溫度上升，在負(fù)載正常工作電流或允許的過載電流時(shí)，電流所產(chǎn)生的熱量和通過熔體，殼體和周圍環(huán)境所幅射/對(duì)流/傳導(dǎo)等方式散發(fā)的熱量能逐步達(dá)到平衡；如果散熱速度跟不上發(fā)熱速度時(shí)，這些熱量就會(huì)在熔體上逐步積蓄，使熔體溫度上升，一旦溫度達(dá)到和超過熔體材料的熔點(diǎn)時(shí)就會(huì)使它液化或汽化，從而斷開電流，對(duì)電路和人身起到安全保護(hù)的作用。第16頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六熔斷器的工作原理由于某種原因,電路中電流變得過高(高于電路中某一元件在一定時(shí)間內(nèi)所能承受的電流)時(shí),熔體就會(huì)熔化或部份汽化,從而切斷電流.在切斷電流的過程中,通常會(huì)形成電弧,產(chǎn)生幾千度的高溫,持續(xù)很短時(shí)間,被高溫熔化的金屬微粒向周圍噴射.熔斷器總?cè)蹟鄷r(shí)間(動(dòng)作時(shí)間)是預(yù)飛弧時(shí)間和飛弧時(shí)間之和.預(yù)飛弧時(shí)間(熔化時(shí)間):從電流大到足夠使熔絲熔化的起始瞬時(shí)到電弧開始形成的瞬間所間隔的時(shí)間,熔絲可達(dá)很高的溫度,預(yù)飛弧時(shí)間占了大部份的比率;在預(yù)飛弧時(shí)間里所產(chǎn)生的高溫,不應(yīng)對(duì)周圍元件造成損害;飛弧時(shí)間:指從出現(xiàn)電弧的瞬間到最終電弧熄滅的瞬間所間隔的時(shí)間,一般情況下,飛弧時(shí)間占的比率較小.飛弧過程中所產(chǎn)生的飛弧,不應(yīng)造成周圍電路和元件的損壞.當(dāng)電路正常時(shí),熔斷器應(yīng)當(dāng)能夠連續(xù)不斷地承受規(guī)定的電流,以保證電路長時(shí)間的正常工作;當(dāng)電路出現(xiàn)異常,故障或短路時(shí),熔斷器必須及時(shí)安全地切斷電流,以保證被保護(hù)元件不受損壞;第17頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六影響熔斷器性能的因素選用熔斷器的規(guī)格與實(shí)際應(yīng)用電路的要求有差異;---歐規(guī)與美規(guī):性能差異很大,甚至抵觸;---快斷與慢短:承受脈沖的能力不同(I2t);---分?jǐn)嗄芰εc耐壓:影響安全性能;熔斷器電阻值:影響輸出功率與功耗;接觸電阻值:影響熔斷器動(dòng)作時(shí)間與速度;環(huán)境溫度:影響熔斷器動(dòng)作時(shí)間與速度;散熱條件:影響熔斷器動(dòng)作時(shí)間與速度;熔斷器并聯(lián):額定電壓不變,額定電流相加,動(dòng)作時(shí)間略有延長;熔斷器串聯(lián):額定電壓相加,額定電流不變,無實(shí)際意義第18頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六熔斷器的測(cè)試要求測(cè)試環(huán)境要求:正常大氣條件,無風(fēng)測(cè)試電源要求:---熔斷器的熔斷特性測(cè)試時(shí)必須使用直流恒流電源

---在測(cè)試熔斷器的額定分?jǐn)嗄芰r(shí)要使用交流電源，并需配有相位選擇開關(guān)和安全防護(hù)裝置---在測(cè)試熔斷器的耐久