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保险丝选型指南

2019-08-05 11:27:22 东莞市瑞迈电子科技有限公司 阅读

保险丝选型相关因素如下:
. 工作电流(Normal operating current)
. 使用电压(Application Voltage, AC or DC)
. 周围温度(Ambient temperature)
. 过载电流及熔断时间(Overload current and length of time in which the fuse must open)
. 最大有效的故障电流(Maximum available fault current)
. 脉冲(Pulses, Surge Currents, Inrush Currents,Start-up Current,and Circuit Transients)
. 物理尺寸限制,如长度,直径或高度(Physical size limitations, such as length, diameter, or height)
. 代理商认证要求,如UL, CSA,VDE, METI, MITI or Military(Agency Approvals required, such as UL, CSA,VDE, METI, MITI or Military)

. 工作电流

保险丝的额定电流在25℃时,运行上是代表性地降低25%,避免nuisance blowing。例如,某保险丝的额定电流是10A,通常建议在周围温度25℃时运行电流不超过7.5A

 

. 使用电压

保险丝的额定电压,要大于或等于有效的电路电压。

 

. 周围温度

保险丝的电流负载容量测试是在25℃时进行,会因为周围温度的改变而影响。较高的周围温度保险丝运行上较热,而且会缩短保险丝的使用寿命,相反的运行的温度较低,会延长保险丝的使用寿命。

正常运行电流趋近或超过保险丝的额定电流时,保险丝的运行温度也会较高。实际经验指出,保险丝在室温应该最后不确定地,假如运行电流不超过保险丝目录上电流的75%

 11.png

. 过载电流及熔断时间

电流数在保护上是需要的,故障情况可以详述是因为电流,或是电流及损坏发生前可以承受的故障最长时间。 时间-电流曲线应该考虑试着和保险丝的电路需要相匹配,然而要记得的是那些曲线是建立在平均数据的基于上。

 

. 最大有效的故障电流

保险丝的遮断电流必须大于或接近于电路的故障电流。

 

. 脉冲

本文用普通的术语『脉冲』来描述波型大略的种类,提到的有电流突波(surge current)、启动电流(start-up currents)、涌入电流(inrush currents),以及(transients)。电子脉冲状况能从一种应用到另一种应用做不同的考虑,不同的保险丝结构对脉冲状况不会有相同的反应。

电子脉冲产生的热循环和可能的机械疲劳会影响保险丝的使用寿命,最初始或启动脉冲在一些应用上是正常的状况,需要用到慢()(Slow-Blow)保险丝的特性。慢断保险丝结合了延迟热传导,在设计上他们能够承受正常的启动脉冲,并且提供保护抵抗延续的过载。比较保险丝的时间-电流曲线及I²t时,启动脉冲应该详加说明,应用上的测试建议,要建立设计保险丝能承受脉冲情况的能力。

熔化I²t是熔断保险丝可熔体所需要的一种能量数值,也以安培平方秒(Ampere Squared Second, A² Sec. )来表示。熔化I²t和能量表示(0.008秒或以内,薄膜保险丝是0.001秒或以内)是一种重要性对每一种不同的镕化可熔体是一种常数。因为每种保险丝的型式和电流,以及它的相符合部份的数字,各有不同的镕化可熔体,需要区分每一个的I²t。这I²t的重要性是保险丝本身的一种参数,由可熔体材质和保险丝可熔体的规格来控制。

选择保险丝除了考虑前面讨论到的〝正常工作电流〞(Normal Operating Currents)(Rerating)、和〝周围环境温度〞(Ambient Temperature)的基础以外,也需要应用到I²t贴近设计。熔化I²t对每个保险丝可熔体的设计不仅仅是不变的重要性,也独立于温度和电压。通常保险丝选择的熔化I²t,是应用保险丝在短时间内必须承受大电流脉冲上。

这些高能量电流普偏在许多应用上,用许多不同的术语来描述,比如〝突波电流〞(surge current)、〝启动电流〞(start-up current)、〝涌入电流〞(inrush current),以及其他类似的间歇电流(transients)通常被分类为脉冲中的普通类。实验室的测试,是引导每个保险丝设计去区分它的熔化I²t等级。在这文章中I²t的重要性,是名义上的而且具代表性的,工厂应该参考假如这参数在设计分析上是重要的。

. 物理尺寸限制

. 认证要求
1.UL/CSA/ANCE(Mexico) 248-14 Fuses for Supplementary Overcurrent Protection(600 Volts, Maximum)(Previously UL 198G and CSA C22.2 No.59)
(1)UL Listed
UL认证的保险丝符合所有UL/CSA 248-14要求的标准,以下是部份要求的内容;UL安培数值的测试是导通在100%135%、和200%的额定电流,保险丝在负载100%的额定电流时温度必须保持稳定,且不能超过75℃。在额定电流的135%时,保险丝必须在1小时内熔断。额定电流的200%时,0A~30A的保险丝必须在2分钟内熔断,35A~60A必须在4分钟内熔断。
UL认证的保险丝之遮断电流(interrupting rating)AC 125V最小是10,000A,在250V的认证如同125V10,000A,至少在250V最小的数值(values)如下表:

保险丝安培数

Ampere Rating of Fuse

遮断电流

Interrupting Rating in Amperes

电压

Voltage Rating

0 to 1

35

250V AC

1.1 to 3.5

100

250V AC

3.6 to 10

200

250V AC

10.1 to 15

750

250V AC

15.1 to 30

1,500

250V AC

(2) Recognized Under the Component Program of Underwriters Laboratories

UL承认(The Recognized Component Program of UL)UL认证(UL Listed)是不同的,UL承认是依据保险丝制造商的需求来测试保险丝的规格,如果保险丝是设计在特殊用途上的,其测试内容可以和UL认证的要求不同。保险丝在应用的认可上,是需要有UL承认。

2.UL 275 Automotive Glass Tube Fuses (32 Volts)

(1) UL Listed

UL安培数电流测试是导通在110%135%、和200%电流,不需要做遮断电流测试。

(2)  CSA Certification

CSA加拿大认证在美国是等同于UL认证(UL Listed)

(3)  The Component Acceptance Program of CSA

CSA承认和UL承认相同。

(4)  METI Approval

METI  approval在日本类似美国的UL承认(UL Recognition)

METI  有自己的设计标准与特性。

3.International Electrotechnical Commission (IEC) 

※Publication 60127,Parts 1,2,3,4,6

自从IEC只有写规格而不做认证工作以后,IEC组织的性质与UL CSA就不一样了,UL CSA写规格并且负责做测试与认证工作。

认证IEC的规格是由一些组织核发的,如SEMKO  (Swedish Institute of Testing and Approvals of Electrical Equipment) BSI REOMAX|贴片保险丝|方形保险丝|电流保险丝|汽车保险丝|高压保险丝 (British Standards Institute , as well as UL and CSA)

IEC publication 60127定义了3种熔断容量等级(breaking capacity levels)(遮断电流)

(1)Low breaking capacity fuses:必须通过承受35A10倍额定电流测试。

(2)Enhanced breaking capacity fuses:必须通过承受150A的电流测试。

(3)High breaking capacity fuses:必须通过承受1,500A的电流测试。

(4)※60127 Part 2

(5)Sheet 1: Type F Quick Acting, High Breaking Capacity

(6)Sheet 2: Type F Quick Acting, Low Breaking Capacity

(7)Sheet 3: Type T Time Lag, Low Breaking Capacity

(8)Sheet 4: Style Fuses 1/4 ╳ 1 1/4

(9)Sheet 5: Type T Time Lag, High Breaking Capacity

(10)   Sheet 6: Type T Time Lag, Enhance Breaking Capacity

(11)   字母“F”“T”代表时间-电流特性的快速(fast-acting)和慢速(time delay)保险丝。

(12)   4.UL/CSA/ANCE(Mexico) 248-14 vs. IEC 60127 Part 2 Fuse Opening Times(UL/CSA/ANCE (Mexico) 248-14 Was Previously UL 198G and CSA22.2, No.59) vs. METI

Percent of Rating

UL&CSA STD248-14

IEC Type F Sheet1 (*)

IEC Type F Sheet2 (*)

IEC Type T Sheet3 (*)

IEC Type T Sheet5 (*)

METI

110

4 Hr. Min.


130

1 Hr. Max.

135

60 Minutes

Max.


150

60 Minutes

Max.

60 Minutes

Max.

60 Minutes

Max.

60 Minutes

Max.


160

1 Hr. Max.

200

2 Minutes

Max.

2 Minutes

Max.

210

30 Minutes

Max.

30 Minutes

Max.

2 Minutes

Max.

30 Minutes

Max.


(*)说明:IEC规格只写到6.3A(8A10A很快就会加进去),任何高过这些电流的部份IEC不承认(虽然这些保险丝可能有那些断路特性)

IEC也有要求在275%400%1000%,无论如何,上表用来显示虽然是相同的安培数,但依不同的规格制造彼此是不能交换的。根据IEC 60127标准,1A的保险丝可以负载1A。根据UL/CSA/ANCE 248-14制造的1A保险丝,不应该运行超过0.75A(降低25%,详Rerating)

METI 只包含一种特性,例如在其他的运作替换型式上是没有延迟的定义。

5.Publication IEC 60127-4 (Universal Modular Fuse-LinksUMF)

IEC 60127部份包含PCB穿孔(through-hole)和表面黏着(surface mount)保险丝,这标准包括的保险丝之额定电压为32V,63V,125V250V,这标准将被UL/CSA接受作为第一个全球的保险丝标准。这规格与IEC 60127-2比起来使用了不同的保险丝门坎(gates),在这里用的门坎是125%,200%1000%

在额定电流的125%时,保险丝熔断时间不得低于1小时;在额定电流的200%时,保险丝在2分钟内熔断;1000%的超载是用来维持保险丝的特性。

每个等级的反应时间如下表:

Type FF

Less than 0.001 sec.

Type F

From 0.001 ~ 0.01 sec.

Type T

From 0.01~0.1 sec.

Type TT

From 0.1 ~ 1.00 sec.

这些特性和IEC 60127-1使用的术语有相互关系,熔断容量(breaking capacity)(interrupting rating)基于电压数值而不同。额定电压是32V&63V的部份必须通过35A10倍额定电流之最大者的测试,额定电压是125V的部份必须通过50A10倍额定电流之最大者的测试,额定电压是250V的部份进一步定义是低(low)、中间的(intermediate)或高(high)熔断容量。

(1)low breaking capacity fuses:必须通过100A10倍额定电流的测试。

(2)intermediate breaking capacity fuses: 必须通过500A的电流测试。

(3)high breaking capacity fuses: 必须通过1500A的电流测试。