保險(xiǎn)絲在電路設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵特性參數(shù)

保險(xiǎn)絲是應(yīng)用很廣泛的保護(hù)器件了，當(dāng)電流超過其額定電流后，在一定的時(shí)間內(nèi)保險(xiǎn)絲就會(huì)熔斷，如果僅僅知道這些是沒辦法設(shè)計(jì)出可靠的保險(xiǎn)絲保護(hù)電路的。我們需要對(duì)保險(xiǎn)絲的關(guān)鍵特性參數(shù)有很好的了解才行。主要是額定電流、安培平方/秒曲線、額定電壓以及溫度對(duì)器件參數(shù)的影響。

1. 額定電流

首先要說的是保險(xiǎn)絲的額定電流承載能力，規(guī)格書中的額定電流通常在標(biāo)稱操作條件以及環(huán)境溫度大多為 25oC 下測(cè)出來的電流值。事實(shí)上此額定電流值會(huì)隨溫度升高而變化，因此需要注意該問題，也就是說我們?cè)诳紤]保險(xiǎn)選型時(shí)需要基于溫度進(jìn)行降額選型，一般的經(jīng)驗(yàn)是電路實(shí)際工作電流位保險(xiǎn)額定值的75%。

舉個(gè)例子，對(duì)用10A電流的電路中，我們的保險(xiǎn)選型應(yīng)在13A左右，在保險(xiǎn)絲起作用之前，需要確保電路元件能夠承受過大電流。換句話說，要確保與熔斷器串聯(lián)的器件的額定電流高于熔斷器的熔點(diǎn)。這樣每次電流突然增加時(shí)，只有保險(xiǎn)絲會(huì)熔斷，而不會(huì)造成其他器件損壞。

下圖是某保險(xiǎn)絲的規(guī)格書額定電流隨溫度變化曲線。在 25oC 的環(huán)境溫度下，三種保險(xiǎn)絲的載流能力都達(dá)到 100%。然而，超過這個(gè)溫度，保險(xiǎn)絲的電流承載能力開始下降。例如，慢熔斷保險(xiǎn)絲的載流能力在 65oC 的工作環(huán)境溫度下將降低到大約 82%。總而言之，保險(xiǎn)絲的目的是在發(fā)生大電流時(shí)保護(hù)電路。但是，保險(xiǎn)絲也不應(yīng)該太過靈敏，避免非預(yù)期關(guān)斷。

2. I2t曲線（熔點(diǎn)）

第二個(gè)比較重要的保險(xiǎn)絲電氣參數(shù)是I2t額定值。特別是大電容的負(fù)載在啟動(dòng)期間（電容器充電時(shí)），電路中可能會(huì)出現(xiàn)非常高的電流。保險(xiǎn)的額定電流值僅適用于穩(wěn)態(tài)條件。對(duì)于I2t又叫熔斷電流，可以理解成這個(gè)參數(shù)主要是給瞬態(tài)條件設(shè)計(jì)的。為避免每次出現(xiàn)高浪涌電流時(shí)保險(xiǎn)絲異常熔斷，保險(xiǎn)絲的I2t必須高于電路的 I2t。

舉個(gè)例子，如果某個(gè)保險(xiǎn)絲的 I2t 為100A 2秒，如果電路中出現(xiàn)的浪涌電流最長(zhǎng)時(shí)間為1秒，那么電路的最大允許浪涌電流應(yīng)該是多少呢？計(jì)算如下：

3. 額定電壓

第三個(gè)比較重要的保險(xiǎn)絲特性參數(shù)是額定電壓。許多人在進(jìn)行電路選型時(shí)一般不考慮額定電壓，因?yàn)橛X得保險(xiǎn)絲是串聯(lián)在電路中，并且保險(xiǎn)絲的電阻非常小，沒必要考慮額定電壓，事實(shí)上，當(dāng)保險(xiǎn)絲熔斷或開路時(shí)，當(dāng)開路電壓高于保險(xiǎn)絲的額定電壓，此時(shí)保險(xiǎn)可能會(huì)發(fā)生爆炸并可能引發(fā)起火，所以基于安全原因，需要確保這個(gè)參數(shù)選型正確，假設(shè)開路電壓（保險(xiǎn)絲熔斷時(shí)）為120V，則保險(xiǎn)絲的額定電壓值應(yīng)大于此值。

審核編輯：湯梓紅