小型熔斷器的基本知識

小型熔斷器的基本知識第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,愛迪生申請了第一個在電路中相當(dāng)于安全閥門的保險絲專利,開啟了熔斷器發(fā)展的歷史保險絲應(yīng)用日益廣泛,產(chǎn)生了眾多的設(shè)計,各行各業(yè)對保險絲有不同要求,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)時的蘇聯(lián),品種少/結(jié)構(gòu)陳舊/試驗方法落后。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,彩電配套的延時熔斷器開始向國際標(biāo)準(zhǔn)靠攏.中國第一個小型熔斷器國家標(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/長延時等;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)成堅實的一體,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(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安全元件,在生產(chǎn)/銷售/使用時必須經(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試驗報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/試驗測量/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)計人員對保護(hù)要求不高的應(yīng)用場合,選用一些帶有保護(hù)功能的電阻—保險電阻來作過流保護(hù);也有部分溫度熔斷器兼有過電流保護(hù)的功能,被用來同時保護(hù)過溫和過流,但其過流保護(hù)的性能會略差;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)計成附帶有一些對自身的保護(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)展趨勢隨著電子產(chǎn)品發(fā)展的多樣化和新型化,對電路也提出許多新的保護(hù)要求,由此會陸續(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)計和產(chǎn)品研發(fā),這種發(fā)展將會導(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)展對環(huán)境產(chǎn)生了破壞,反過來人類對自然與社會的認(rèn)識進(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)提出了一個非常嚴(yán)峻的課題,因為這樣的變動意味著不僅僅是材料的改變,還牽涉到工藝的改動,甚至是部分設(shè)計的改動,對某些產(chǎn)品來說,將是一個很大的工程.到目前為止,部分日本/臺灣/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。?，當(dāng)電路正常工作時，它只相當(dāng)于一根導(dǎo)線，能夠長時間穩(wěn)定的導(dǎo)通電路；由于電源或外部干擾而發(fā)生電流波動時，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，熔斷器才會動作，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.熔斷器作為一個安全元件必須同時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因電流轉(zhuǎn)換的熱量會使熔體的溫度上升，在負(fù)載正常工作電流或允許的過載電流時，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，這些熱量就會在熔體上逐步積蓄，使熔體溫度上升，一旦溫度達(dá)到和超過熔體材料的熔點時就會使它液化或汽化，從而斷開電流，對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間內(nèi)所能承受的電流)時,熔體就會熔化或部份汽化,從而切斷電流.在切斷電流的過程中,通常會形成電弧,產(chǎn)生幾千度的高溫,持續(xù)很短時間,被高溫熔化的金屬微粒向周圍噴射.熔斷器總?cè)蹟鄷r間(動作時間)是預(yù)飛弧時間和飛弧時間之和.預(yù)飛弧時間(熔化時間):從電流大到足夠使熔絲熔化的起始瞬時到電弧開始形成的瞬間所間隔的時間,熔絲可達(dá)很高的溫度,預(yù)飛弧時間占了大部份的比率;在預(yù)飛弧時間里所產(chǎn)生的高溫,不應(yīng)對周圍元件造成損害;飛弧時間: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間,一般情況下,飛弧時間占的比率較小.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,熔斷器應(yīng)當(dāng)能夠連續(xù)不斷地承受規(guī)定的電流,以保證電路長時間的正常工作;當(dāng)電路出現(xiàn)異常,故障或短路時,熔斷器必須及時安全地切斷電流,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:影響熔斷器動作時間與速度;環(huán)境溫度:影響熔斷器動作時間與速度;散熱條件:影響熔斷器動作時間與速度;熔斷器并聯(lián):額定電壓不變,額定電流相加,動作時間略有延長;熔斷器串聯(lián):額定電壓相加,額定電流不變,無實際意義第18頁，共24頁，2023年，2月20日，星期六熔斷器的測試要求測試環(huán)境要求:正常大氣條件,無風(fēng)測試電源要求:---熔斷器的熔斷特性測試時必須使用直流恒流電源

---在測試熔斷器的額定分?jǐn)嗄芰r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---在測試熔斷器的耐久