Loto實(shí)踐干貨(8)?實(shí)測(cè) 保險(xiǎn)絲 用示波器帶電流探頭

本文用LOTO示波器和5A的電流探頭來實(shí)驗(yàn)兩種常見類型的保險(xiǎn)絲的保護(hù)曲線。一種是熔斷型的，另一種是自恢復(fù)型的。我們通常需要在一些電路中對(duì)電流過大的情況做保護(hù)，比如防止用戶把輸出源短路，比如防止用戶對(duì)電路灌入大電流燒毀。這種情況下，我們需要在需要保護(hù)的電路中串入保險(xiǎn)絲。

熔斷型的保險(xiǎn)絲原理是當(dāng)電流增大，保險(xiǎn)絲的溫度升高，打到額定電流后燒斷保險(xiǎn)絲，從而切斷了電流路徑。

自恢復(fù)保險(xiǎn)絲(Polymeric Positive Temperature Coefficient，PPTC）的原理是，當(dāng)電流增大到一定程度后，過流使它溫度升高時(shí)，阻值急劇增大幾個(gè)數(shù)量級(jí)，使電路中的電流減小到安全值以下，從而使后面的電路得到保護(hù)，過流消失后自動(dòng)恢復(fù)為低阻值，免除電流保險(xiǎn)絲經(jīng)常更換的麻煩。

我們實(shí)測(cè)一個(gè)標(biāo)稱200mA/250V的熔斷型保險(xiǎn)絲的電流保護(hù)情況。我們用LOTO的USB示波器OSC482,帶一個(gè)串入電源回路中的電流探頭，這個(gè)電流探頭的內(nèi)阻只有0.2毫歐，同時(shí)串聯(lián)上這個(gè)保險(xiǎn)絲。然后通過示波器監(jiān)測(cè)電流中的電流波形。正常狀態(tài)我們不開啟電源，電流為0，然后突然打開開關(guān)，將一個(gè)5A的電流突然加入到回路中，我們觀察保險(xiǎn)絲路徑中的電流波形，從而分析出這個(gè)保險(xiǎn)絲的保護(hù)情況。

我們得到如下電流曲線結(jié)果：

可以看到，當(dāng)5A的電流突然加到電路中時(shí)，50ms的時(shí)間，電流從0突然升高到3.55A左右，然后用260ms的時(shí)間降到了1.25A，然后完全熔斷，電流變?yōu)?。這和標(biāo)稱的200mA完全對(duì)應(yīng)不上，所以在使用這種保險(xiǎn)絲時(shí)，你的電路承受不了持續(xù)幾百毫秒的3A電流的話，還是會(huì)被損壞的。

接下來我們看看一款350mA的自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的實(shí)測(cè)情況。

我采購(gòu)了NANOSMDC035F-2這個(gè)型號(hào)的PPTC，

保持電流（Hold Current）IH：不會(huì)使電阻值突變的最大電流。
觸發(fā)電流（Trip Current）IT：能使電阻值突然變大的最小電流，一般為保持電流的兩倍。
額定電壓（Rated Voltage）VMAX：在額定電流下能承受的不會(huì)損害PPTC器件本身的最大電壓。
最大電流（Maximum Current）IMAX：在額定電壓下能承受的不會(huì)損害PPTC器件本身的最大電流。
動(dòng)作功率（Typical power）Pd：動(dòng)作狀態(tài)下消耗的功率。
最大動(dòng)作時(shí)間（Max Time to Trip）Ttrip：規(guī)定電流下的最大動(dòng)作時(shí)間。
靜態(tài)電阻（Resistance Tolerance）RMIN、RMAX：在不加電情況下的靜態(tài)電阻最小值Rmin和最大值Rmax，器件的實(shí)踐值在該范圍之內(nèi)，即Rmin≤R≤Rmax。

為了方便，我把貼片的PPTC焊上了兩只腳，同樣的電路環(huán)境下，我們得到我們得到如下電流曲線結(jié)果：

可以看到，當(dāng)5A的電流突然加到電路中時(shí)，24ms的時(shí)間，電流從0突然升高到1.5A左右，然后用500ms的時(shí)間降到了0A左右。這和標(biāo)稱的350mA完全對(duì)應(yīng)不上，所以在使用這種保險(xiǎn)絲時(shí)，你的電路承受不了持續(xù)幾十毫秒的1.5A電流的話，還是會(huì)被損壞的。

斷開電路，檢測(cè)下PPTC的電阻，1.7歐姆，雖然不是資料里寫的最大1.3歐姆，但是還是算自恢復(fù)了。

綜合兩次試驗(yàn)的結(jié)果，相同的標(biāo)稱值的情況下，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的保護(hù)性能還是優(yōu)于熔斷型保險(xiǎn)絲的，并且方便。