电路设计：正确选择合适的熔丝

中心议题：

●熔丝电路工作条件

●熔丝额定电流和环境温度

●熔丝时间-电流特性

解决方案：

●熔丝也会随温度的变化而降低额定值

●较高的环境温度会影响器件厂商的规定时间与电流特性之间的关系

●有感性负载的电路中（电感低于0.9pF）使用断路容量较高的熔丝

一般而言，电路保护器件通常在电路设计中扮演着最不起眼的角色：人们通常都是在完成设计之后才想起它们，而且对其琐碎的电气特征不胜其烦。但是，我们目前在电路设计的早期阶段就必须开始考虑电路设计与选择合适的保护器件之间的关系，并且在整个设计过程中都要仔细处理这一问题。

因此，设计者不但要了解各种类型的器件，精通这些器件所具备的不同功能，并且要能够选择出最适合于某个应用的器件。选择合适的熔丝要确保不影响正常的设备功能，降低设备失效而导致的昂贵维护开销。电路熔丝能够保护设备的安全，更重要的是，保护用户的安全。

设计者必须在设计的早期阶段仔细考虑如何选择合适的熔丝，并且要在整个设计过程中处理好这一问题。

电路工作条件

要想选择合适的熔丝，我们首先必须搞清楚熔丝所供电和保护的电路的本质特征。必须定义好一些基本的工作参数，例如最大稳态电压、电流值和环境温度等。此外，我们还有必要掌握可能出现的浪涌电流的峰值以及持续时间/波形。

额定电流和环境温度

与大多数电子元件一样，熔丝也会随温度的变化而降低额定值。例如，原本在室温下只需使用1A大小延时熔丝的电路，在60℃下必须使用1.25A大小的熔丝，以保证电路能够在较高温度下正常工作（如图1所示）。

图1图中的下降曲线是中等延时型（T）和快速响应型（F）熔丝的普通曲线

对于每种熔丝要参考制造商提供的产品详细曲线说明。值得注意的是，熔丝本身有电阻，因此会产生电压降和功耗。时滞型熔丝相比同样额定值的快速响应熔丝通常具有较低的电压降和功耗。

例如，一个额定电流为2A规格为5mm×20mm的延时型熔丝一般具有60mV的电压降，但是快速响应型熔丝的电压降达到了90mV。这是由于时滞型熔丝具有较厚的熔丝线直径，从而导致在熔化熔丝时需要更高的I2t值（即功耗）。此外，这种熔丝是镀锡的。这意味着在正常工作状态下，快速响应型熔丝在断开前将会被加热到较高的温度。

熔丝位置

熔丝在电路中的位置也是防止不必要热量积聚的重要因素。熔丝周围其他器件的类型及其与熔丝的靠近程度都会影响局部温度。

较高的温度会影响器件厂商的规定时间与电流特性之间的关系。注意，某些会直接使熔丝退热的方法，例如增大焊料盘、散热器、风扇等，都可能改变其原本的性能参数特性。

断路容量

断路容量是指熔丝可以安全熔断的最大故障电流。如果在故障电流超过断路容量的情况下使用熔丝，就会引起电路起火或者更极端的爆炸后果。

例如，不能将一种断路容量为35A的熔丝用于电源电流最坏超过35A的场合，但是对于故障电流不超过35A的场合却能够起到充分的电路保护作用。根据预定的参数，保险介质决定了可承受的断路容量极限值。