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  • 贴片熔断体 (SMFL)
  • 应用

小型熔断器(Mini Fuses)

是一种小尺寸的过流保护装置,当通过该装置的电流超过规定值,并持续足够的时间,该装置中一个或多个经特殊设计、特殊配比的部件熔断,断开其所接入的电路,从而切断电流。

 


选型步骤(共九步):

 

一、确定额定电压

电路电压(输入电压)≤ 熔断器额定电压。

如果电路电压(输入电压)>熔断器额定电压,可能导致熔断器无法安全分断。

 

 

二、确定额定电流

熔断器的额定电流是指它的标称电流, 通常就是电路能够工作的最大电流值。但为避免熔断器在 25 ℃环境下运行时出现误熔断情况,其额定电流通常需要降额使用。符合UL248标准的熔断器一般按75%进行降额,符合IEC60127标准的,一般可以按80%~90%进行降额。以符合UL248标准的熔断器为例,额定电流为 10 A的熔断器,一般不建议在25 ℃的环境中以超过 7.5 A的电流运行。

 

需注意的是,应避免将熔断器在其额定电流下长时间工作。也不应将熔断器的额定电流理解为断开电流值。

 

 

三、环境温度

3.1 熔断器的载流能力测试一般在 25 ℃下进行,其性能会受环境温度变化的影响。环境温度越高,熔断器工作时温度就越高,寿命也就越短。反之,在较低温度下工作可延长熔断器的使用寿命。当正常工作电流接近或超过所选熔断器的额定电流时,熔断器运行时温度也会更高。实践经验表明,符合UL标准的熔断器,在室温下,如果熔断器的工作电流不超过额定电流的 75%,其使用寿命几乎不受限;

 

3.2 环境温度影响是在常规降额基础上额外存在的。

示例:

在室温环境下,某应用使用传统的慢熔型熔断器,正常工作电流为 1.5 A,那么:

熔断器的额定电流=正常工作电流/0.75

=1.5/0.75

= 2 A

同样,如果同一熔断器在 80 °C 的高环境温度下工作,则有必要进行额外降额。

该环境温度图表中的曲线(传统管状慢熔型熔断器)显示,在 80 °C 时,最大工作 “额定百分比” 约为 90% ,在这种情况下:

熔断器的额定电流=正常工作电流/(0.75x0.9)

=1.5/(0.75x0.9)

=2.22 A

≤2.5 A


熔断器额定电流应选与计算值相当或比计算值大一档的电流值。

image.png

 

图 1 温度降额曲线

不同类型熔断器的“温度降额曲线”存在差异,当利用降额曲线图计算熔断器的额定电流时请参见bet360官网 (SETsafe | SETfuse) 对应规格的规格书。

 

 

四、故障电流

4.1 熔断时间曲线(时间/电流特性)是熔断器最主要的电性能指标,表明熔断器在不同过载电流负载下熔断的时间范围。很好的描述了熔断器的过载能力;

 

4.2 判定熔断器在故障电流下的保护效果可通过如下两个步骤确认:

 

4.2.1 测定电路时流经熔断器的故障电流大小;

 

4.2.2 比较故障电流状态和熔断器的时间电流特性曲线,根据断开时间要求,选择合适的熔断器额定电流规格(如图2)。

 

4.3 在熔断器故障保护时效满足的情况下,可适当选较大电流规格的熔断器,提升熔断器的使用寿命。

 image.png

图 2 时间电流特性曲线示例

 

 

五、分断能力

5.1 熔断器最主要安全指标之一;

 

5.2 表明在规定的电压下,熔断器能安全切断的最大电流;

 

5.3 安全分断的条件:

 

5.3.1 标称分断电压≥ 工作电压;

 

5.3.2 标称分断电流≥ 可能出现的最大故障电流。

 

5.4 实际分断能量>熔断器的安全分断能力时,可能出现熔断器炸开,壳体飞溅,燃烧等不安全现象。

 

 

六、脉冲

6.1 “脉冲”用于描述包括浪涌电流、启动电流、涌入电流和瞬态电流等在内的一大类波形。不同应用中的电脉冲情况可能有很大差异。不同结构的熔断器对给定的脉冲情况可能有不同的反应。电脉冲会产生热循环和可能的机械疲劳,进而影响熔断器的寿命。对于某些应用来说,初始或启动脉冲是正常现象,这就需要用到慢熔型熔断器的特性。慢熔型熔断器采用了热延迟设计,使其能够承受正常的启动脉冲,同时仍能在长时间过载时提供保护;

 

6.2 应先确定启动脉冲,然后将其与熔断器的时间-电流曲线和额定值进行比较。建议进行应用测试,以确定熔断器设计能否承受脉冲条件;

 

6.3 标称熔断I2t是衡量熔断熔体所需能量的指标,以A2s为单位。对于每种不同的熔体,该标称熔断I2t及其所代表的能量是一个常量。由于每种熔断器类型和额定值以及其相应的熔断元件都有不同的熔体,因此有必要为每种熔断器确定值。该值是熔断器本身的一个参数,由熔体材料和熔断器熔体的结构决定。除了根据前面讨论的正常工作电流、降额和环境温度来选择熔断器外,还需要采用I2t的设计方法;

 

6.4 这种标称熔断I2t不仅对于每种熔断元件设计而言是一个恒定值,而且它还不受温度和电压的影响。通常,标称熔断I2t的熔断器选择方法适用于那些熔断器必须承受短时间大电流脉冲的应用场景。这些高能量电流在许多应用中很常见,并且对设计分析至关重要。为便于理解,做如下示例。

 

示例:

室温下,某电源适配器输入端的正常工作电流为1.5 A,对应最大的开机瞬间的脉冲电流波形如图3所示,要求选用的熔断器能承受100000次以上的开机电流冲击。

开机浪涌波形与变形波接近,故开机浪涌I2t可按如下公式计算:

I2t =1/5 x (IP2x Δt)

=1/5 x (IP2x (t2-t1))

=1/5 x (60 x 60 x (0.004-0.001)) A2s

=2.16 A2s

 

根据表1可知,所选用的熔断器要承受100000次的脉冲电流冲击,熔断器的I2t ≥脉冲I2t / fp=2.16/0.2=10.8 A2s。其中fp值与可承受的脉冲次数对应关系参见表1。

 

该电源适配器选用的某传统2.5 A的慢断型熔断器,该熔断器对应的I2t为25 A2s。从上述的额定电流和环境温度降额及I2t的确认,该2.5 A的慢断型熔断器用于此电源适配器输入端做过流保护是适宜的。

image.png 

图 3 开机浪涌波形


image.png

图 4 不同波形的I2t计算公式


image.png

表 1 可承受的脉冲次数与脉冲系数fp对应关系

 

 

七、确定尺寸和安装方式

根据电路空间和安装条件,选择合适的尺寸和安装方式。如插件安装、熔断器底座安装和螺栓安装等。具体的尺寸和安装方式可参见bet360官网 (SETsafe | SETfuse) 的产品规格书。

 

 

八、安规要求

不同的国家和地区,对产品的安规要求不一样。客户可根据自身产品应用的地区进行评估。bet360官网 (SETsafe | SETfuse) 的小型熔断器拥有CQC/CCC、cURus,TUV,VDE,PSE和KC认证,能满足绝大多数客户的要求,详见对应规格的规格书。

 

 

九、测试和验证

为消除不可预知的隐患,建议在实际电路中做实际测试,确保其性能符合要求。

 

 

通过以上步骤,基本可以合理地选型bet360官网 (SETsafe | SETfuse) 的小型熔断器产品,确保电路安全可靠。小型熔断器的各项电学性能要求之间存在一定的相互制约因素,其选型是一种综合性的选型,当对选型有困扰时,可联系bet360官网 (SETsafe | SETfuse) 的技术人员协助您做对应的选型协助。

END.