电路设计:正确选择合适的熔丝
根据一般经验,在带有感性负载的电路中(电感低于0.9pF)最好使用断路容量较高的熔丝,而在只有电阻/电容性负载的电路中一般使用低断路容量的熔丝就足够了。
设备的实际功率因数会影响器件厂商标称的额定值。某些厂商还另外提供了不同功率因数下的断路容量额定值,以进一步帮助用户构建合适的产品。
时间-电流特性
在某些应用中,当电路达到某一极限时熔丝就会熔断,这种需求是很容易理解的。例如,灵敏半导体电路通常需要能够在极短时间内熔断的快速响应型熔丝,而具有较大启动电流的设备则需要采用延时型熔丝,以防止不必要的停机问题。
在两种类型的熔丝都可以使用的情况下,我们最好再回过头来分析一下环境温度的影响,然后再做决定。注意,延时型熔丝一般比快速响应型熔丝具有较低的电压降,因此也具有较低的功耗。适度过电流下(12.5In)的熔断时间也几乎是这种情况(参见图2)。在较大过电流下(1=10.0In),延时型熔丝比快速响应型熔丝具有更长的熔断时间。
图2在适度大小的过电流下快速响应型和延时型熔丝基本上具有相同的熔断时间
计算熔断能量
I2t是衡量熔丝熔断所需能量的一个指标。熔丝熔断所需的近似时间长度可以用器件厂商所给的I2t值除以预期故障电流的平方得到。
例如,对于I2t=4.5A2s的熔丝,预期故障电流是13A,那么:
ttyp=I2t/I2=4.5A2s/(1.25A×10)2=28.8ms
反过来,如果已知预期故障电流并且确定了希望熔丝熔断的时间,那么就可以算出所需熔丝的I2t值。一旦得出I2t值,就很容易根据某种熔丝的性能指标判断其是否能够满足用户的需求。
备选产品类型
IEC标准涵盖了各种设备所用微型熔丝的不同尺寸和封装类型,包括5mm×20mm的筒型熔丝到1206SMD型。不同的端接头包括抽头式、通孔式和SMD式,器件包装有散装的或者带盘式包装的,通常用于芯片熔丝。
IEC标准和UL标准之间有一些独特的差异,用户在选择熔丝时必须根据国内或国外市场考虑其是否兼容这两种标准。虽然看起来似乎都是1A的熔丝,但是UL标准和IEC标准的熔丝可能无法互换使用。它们的时间电流特性是不同的,当工作在1A电流下时UL标准的熔丝可能熔断,而按照IEC标准设计的熔丝却根本不会在1A下熔断,可能要选择2A大小的熔丝。
进行最后的选择
当确定熔丝的额定电压和电流、断路容量、时间-电流特性和I2t值,并且确定了所需的包装类型之后,那么我们就可以最终判断候选的熔丝是否满足设计要求。如果要将熔丝安装在保险丝盒中,那么还必须判断保险丝盒与熔丝的功耗限制情况。
选择合适的保险丝盒
有些熔丝需要安装在保险丝盒内以便于更换。保险丝盒还具有其他一些重要的电气特性:接触电阻和最大的可容许熔丝功耗。
值得注意的是,保险丝盒与熔丝一样在较高温度下会降低额定值。保险丝盒有多种可选样式,有的可以安装在设备面板上,其中的熔丝需要用户来更换,也有夹片式或模块式,可以安装在机架上或设备内部的PCB上。
这两种类型的保险丝盒都有快速连接接头或者PCB接头,PCB类型有通孔式或SMD连接式。PCB保险丝盒的类型有垂直式或水平式安装,便于用户灵活设计机壳。某些类型甚至已经预装好了熔丝,从而加快系统装配速度,降低安装成本。
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