保險(xiǎn)絲選用設(shè)計(jì)規(guī)范

1、保險(xiǎn)絲選用設(shè)計(jì)規(guī)范CY-WE-18-04-221. 目的為了使本公司產(chǎn)品設(shè)計(jì)文件中有關(guān)保險(xiǎn)絲設(shè)計(jì)選用的技術(shù)要求進(jìn)一步規(guī) 范化，特制定本規(guī)范。2. 適用范圍適用于本公司產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)保險(xiǎn)絲的選用3. 規(guī)范3.1保險(xiǎn)絲分類3.1.1本公司保險(xiǎn)絲目前有功得和 SUN兩家供應(yīng)商，除定型的客戶已承認(rèn)的機(jī)種 還用功得的保險(xiǎn)絲外，由于采購(gòu)和成本原因新開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品所用保險(xiǎn)絲一般選用SUN3.1.2從熔斷速度來(lái)講，保險(xiǎn)絲一般分為快速型和慢速型兩種，以下以SUN為例說(shuō)明：3.1.2.1 5G 、5GR 5F、5FP、6G 6GP為快速型，其中：a. 5G 、5GP 6G 和 6GP有 UL認(rèn)證；b. 5F 和5F

2、P無(wú)UL認(rèn)證；c. 5G 、5F和6G無(wú)引腳；d. 5GP 、5GP和 6GP有引腳。3.1.2.2 5S 、5SP 5T、5TP、6S、6SP為慢速型，其中：a. 5S 、5SP 6S和 6SP有 UL認(rèn)證；b. 5T 和5TP無(wú)UL認(rèn)證；c. 5S 、5T和6S無(wú)引腳；d. 5SP 、5TP和 6SP有引腳。3.1.3保險(xiǎn)絲還有溫度保險(xiǎn)絲和過(guò)流保護(hù)器兩種延伸類型， 溫度保險(xiǎn)絲主要用于 變壓器里作溫度保險(xiǎn)用，過(guò)流保護(hù)器主要用于電源電流大于 10A以上的機(jī)種作 過(guò)流保護(hù)用。3.2選型321 100V-120V 保險(xiǎn)絲選用 5G5GR5F、5FP、6G6GP快速型保險(xiǎn)絲，220V-240V 保險(xiǎn)

3、絲選用5S、5SP 5T、5TP、6S、6SP慢速型保險(xiǎn)絲，OEM機(jī)種按客戶要求選 擇。3.2.2 100V-120V 保險(xiǎn)絲一般選值計(jì)算原則： 假定放大器的額定輸出功率為 W 保險(xiǎn)絲的電流計(jì)算值為 AI （單位為安培） 保險(xiǎn)絲的實(shí)際取值為A （單位為安培）其經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式為：AI=11W/590+0.8則A按保險(xiǎn)絲的標(biāo)稱電流的優(yōu)先取值順序?yàn)?A =AI ±0.1 AI +0.1 < A< AI +0.43.2.3 220V-240V 保險(xiǎn)絲一般選值原則：保險(xiǎn)絲規(guī)格電流值以100V-120V保險(xiǎn)絲取值的1/2倍取值。3.2.3 10A 以上的保險(xiǎn)絲無(wú)安規(guī)認(rèn)證，此時(shí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)可

4、選用過(guò)流保護(hù)器。3.3 保險(xiǎn)絲的標(biāo)識(shí)保險(xiǎn)絲必須在PC板和鐵殼上有明確的電流值和電壓值標(biāo)識(shí)。保險(xiǎn)管似乎是一種簡(jiǎn)單的器件，然而要了解其工作機(jī)理，必須考慮許多因素，還要考慮安裝保險(xiǎn)管的環(huán)境 所產(chǎn)生的影響。圖 1. 普通的保險(xiǎn)絲圖1 說(shuō)明保險(xiǎn)管連接到電子電路中的情況。通過(guò)調(diào)節(jié)可變電阻器可得到不同的電流值，圖中顯示了三個(gè)不 同的電流值在達(dá)到熱平衡的情況下，溫度沿保險(xiǎn)絲方向的變化情況。保險(xiǎn)絲的中部最熱，當(dāng)這一點(diǎn)的溫度 超過(guò)其熔點(diǎn)時(shí)，保險(xiǎn)絲就被熔斷，電流終止。在這個(gè)例子中所用的是銀質(zhì)金屬絲，其熔點(diǎn)為960 'C,如果電流增加到稍微超過(guò)所示的最大值，金屬絲就會(huì)熔斷，電流中止。用于保險(xiǎn)絲的其它典型材料有

5、熔點(diǎn)為1085 C的銅、熔點(diǎn)為420 C的鋅和熔點(diǎn)為232 C的錫。當(dāng)電流小于熔斷電流時(shí)， 金屬絲的電阻會(huì)造成發(fā)熱，產(chǎn)生的熱量可由公式I2R來(lái)計(jì)算，其中I是電流、R是金屬絲的電阻，這就是電路消耗的功率，可以瓦特 （watts） 來(lái)計(jì)量，它與電流的平方成正比，因此兩倍的電 流將使功率消耗增加到 4 倍。在穩(wěn)定的溫度下，基本的能量平衡等式為：保險(xiǎn)絲上的電功率 =熱輸出為了簡(jiǎn)化分析，將保險(xiǎn)絲的性能分為三個(gè)獨(dú)立的區(qū)域來(lái)考慮，但在現(xiàn)實(shí)世界中有很廣的應(yīng)用區(qū)域和很多保 險(xiǎn)絲的工作狀態(tài)，只有很少情況會(huì)落在這些離散的區(qū)域中。1. 正常的或穩(wěn)定的狀態(tài)電流低于使保險(xiǎn)絲達(dá)到熔斷溫度所需的電流，可承受適度的溫度上升，保

6、險(xiǎn)管所安裝的電路在正常的、無(wú) 故障的條件下工作。2. 適度的過(guò)載 （在保險(xiǎn)絲額定值的 2 到 8 倍之間 ）電流高于使保險(xiǎn)絲的熔斷所需的值，保險(xiǎn)絲開(kāi)始發(fā)熱，溫度試圖上升到能量平衡公式的值，但無(wú)法達(dá)到平 衡，保險(xiǎn)絲先熔斷，而后電流中止。在 0.1 秒到 4小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間后，保險(xiǎn)絲中止過(guò)流，這是對(duì)過(guò)載的正 常響應(yīng)。3. 高過(guò)載（電流大于保險(xiǎn)絲額定值的 8倍，通常由短路造成 ）電流大大高于使保險(xiǎn)絲升溫到熔點(diǎn)所需的電流值，保險(xiǎn)絲很快就被加熱到熔點(diǎn)，以致于沒(méi)時(shí)間通過(guò)傳導(dǎo)、 對(duì)流或輻射來(lái)散熱， 在這種情況下， 消耗的電功率等于保險(xiǎn)絲熔化所需的能量。 這一系統(tǒng)被稱作絕熱系統(tǒng) （沒(méi) 有熱損失 ）。時(shí)延保險(xiǎn)絲

7、這些保險(xiǎn)絲又稱為抗浪涌、時(shí)間滯后保險(xiǎn)絲，也叫做慢熔保險(xiǎn)絲，它們經(jīng)過(guò)專門設(shè)計(jì)，對(duì)電子設(shè)備開(kāi)機(jī)產(chǎn) 生的啟動(dòng)浪涌電流或沖擊電流不敏感。 快速響應(yīng)保險(xiǎn)絲包含一個(gè)簡(jiǎn)單的金屬絲， 僅被認(rèn)為是基本的保險(xiǎn)絲。圖 2. 啟動(dòng)電流波形在許多電子電路中都會(huì)有啟動(dòng)沖擊電流發(fā)生，圖 2(a.c.) 顯示了變壓器或彩電和計(jì)算機(jī)顯示器中消磁電路的 初級(jí)磁場(chǎng)電流，圖 2(d.c.) 顯示了白熾燈的啟動(dòng)電流波形。發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)產(chǎn)生啟動(dòng)電流非常普遍，雖然這些 趨勢(shì)比顯示出的有更長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間。這些脈沖的幅度為正常運(yùn)行電流的 5 倍和 20 倍，持續(xù)時(shí)間在 0.001 秒和 0.5 秒之間， 它們通常是先達(dá)到最 大值，然后成指數(shù)規(guī)律衰

8、減到正常運(yùn)行電流。這些啟動(dòng)脈沖是很正常的， 但如果使用當(dāng)電流達(dá)到額定電流的5 倍左右時(shí)就會(huì)快速斷路的快速響應(yīng)保險(xiǎn)絲，當(dāng)啟動(dòng)脈沖來(lái)時(shí)，保險(xiǎn)絲就會(huì)斷開(kāi)，造成所謂的 “無(wú)辜開(kāi)路 ”。啟動(dòng)脈沖的能量可計(jì)算出來(lái)并與保險(xiǎn)絲熔斷所需能量相比較，計(jì)算公式為I2t，可以安培平方秒(A2Sec)來(lái)測(cè)量，只要脈沖的能量小于保險(xiǎn)絲熔斷所需的能量，就可避免 “無(wú)辜開(kāi)路 ”的情況。采用簡(jiǎn)單的快速響應(yīng)保險(xiǎn)絲，為了確保其在啟動(dòng)脈沖到來(lái)時(shí)不會(huì)起作用，通常必須選擇額定值遠(yuǎn)大于正常 運(yùn)行電流的保險(xiǎn)絲。因此，對(duì)于正常運(yùn)行電流 2 至 3 倍的低過(guò)載，必須用額定值很高的保險(xiǎn)絲以使其能經(jīng)受啟動(dòng)脈沖，不會(huì)斷 開(kāi)，這就意味著所有相關(guān)的元件、

9、導(dǎo)線和印制線必須提高質(zhì)量以滿足這一條件。這種方法會(huì)增加成本，同 時(shí)仍無(wú)法對(duì)低過(guò)載的情況給以令人滿意的保護(hù)。我們需要的是能延時(shí)(高I2t)的保險(xiǎn)絲，同時(shí)又能很好地響應(yīng)持續(xù)的低過(guò)載。延時(shí)保險(xiǎn)絲本質(zhì)上是采用高額 定值的快速響應(yīng)保險(xiǎn)絲，最簡(jiǎn)單的方法是采用直徑較粗的金屬絲同時(shí)提高對(duì)低過(guò)載的響應(yīng)性能，為了達(dá)到 這一要求，需要利用所謂的“M效應(yīng)?！?M效應(yīng)這一效應(yīng)是指帶有錫球的銀質(zhì)保險(xiǎn)絲事實(shí)上能在比預(yù)期更低的過(guò)載時(shí)斷開(kāi)，斷點(diǎn)位于錫球附近。圖 3. 基本時(shí)延保險(xiǎn)絲考慮圖3所示的保險(xiǎn)絲有一根熔點(diǎn)為 960 'C的銀質(zhì)金屬絲，上面帶有熔點(diǎn)為 232 'C的錫球。要熔化銀絲, 需要足夠的電流使金屬絲

10、的溫度升至960 C,然而要熔化錫球只需低很多的電流即可，因?yàn)橹恍鑼y絲的溫度升到 232 C。一旦錫熔化后，由于表面張力的原因它會(huì)保持在原位，固體銀絲通過(guò)擴(kuò)散反應(yīng)會(huì)浸入熔化的錫球中，這種 效應(yīng)會(huì)增加該點(diǎn)的阻抗，并引起局部溫度的上升，反過(guò)來(lái)又會(huì)加速擴(kuò)散反應(yīng)的進(jìn)行。其最后結(jié)果是當(dāng)電流 小于熔斷普通銀絲所需的電流時(shí)，造成錫熔化，使保險(xiǎn)絲在比這種直徑的金屬絲所預(yù)期的熔斷電流更低的 電流下斷開(kāi)。制作時(shí)延保險(xiǎn)絲，只需簡(jiǎn)單地放一個(gè)比相同額定電流的快速響應(yīng)保險(xiǎn)絲直徑更大的金屬絲，并利用錫球改 善低過(guò)載性能以得到可接受的效果。圖4.“ M效應(yīng)圖4 顯示了用作保險(xiǎn)絲的金屬絲帶錫球和不帶錫球時(shí)的性能。由于采用了對(duì)

11、數(shù)坐標(biāo)，圖上的偏差看起來(lái)不 是很大，但保險(xiǎn)絲加錫球后，能明顯加快斷開(kāi)時(shí)間。電流為 5 安培時(shí)，沒(méi)有錫球的保險(xiǎn)絲需 35 秒才能熔 斷，而帶錫球的只需 6 秒左右即可熔斷。在實(shí)際應(yīng)用中，雖然仍使用錫珠設(shè)計(jì)進(jìn)行生產(chǎn)，但不容易實(shí)現(xiàn)高速自動(dòng)裝配。為了克服這一缺點(diǎn)，將錫連 續(xù)涂在金屬絲上，“M效應(yīng)將在最熱的點(diǎn)，即線的中點(diǎn)起作用。這種錫涂層還有增加整個(gè)金屬絲直徑的作用， 進(jìn)一步增加保險(xiǎn)絲的 I 2t。更進(jìn)一步的考慮是金屬絲的長(zhǎng)度會(huì)受到 20mm 的保險(xiǎn)絲長(zhǎng)度的限制，要達(dá)到更高的 I2t 值，需要更大直徑 的金屬絲，但是在低負(fù)載的情況下為了產(chǎn)生足夠的熱量以使錫熔化并產(chǎn)生“M效應(yīng)，則需要長(zhǎng)度超過(guò)20mm的金屬

12、絲以獲得足夠高的阻抗。在這種情況下，為獲得額外的長(zhǎng)度，金屬絲以螺旋狀(helix) 繞在一個(gè)襯底上。來(lái)自襯底熱質(zhì)的延時(shí)對(duì)整個(gè)保險(xiǎn)管的時(shí)延也有一定的貢獻(xiàn)。采用連續(xù)鍍錫線能達(dá)到普通直金屬線3 到4 倍的 I2t 值。熔斷能力保險(xiǎn)絲的熔斷能力是指在額定電壓下，保險(xiǎn)絲能安全斷開(kāi)的最大電流，也是指中斷額定值(IR)的短路額定值。"安全"的定義是指不產(chǎn)生爆炸或火焰損害周圍物體或保險(xiǎn)絲座。事實(shí)上，對(duì)主要的短路情況，成功斷開(kāi)保 險(xiǎn)絲的常識(shí)性標(biāo)準(zhǔn)是一旦短路現(xiàn)象消除，只需簡(jiǎn)單地替換斷掉的保險(xiǎn)絲，而無(wú)須做任何更進(jìn)一步的修理工 作。但保險(xiǎn)絲本身可能會(huì)出某些損壞的跡象，例如冒出一些輕煙，保險(xiǎn)絲的管壁

13、發(fā)生內(nèi)部破裂，這是正常的， 它是在短時(shí)間內(nèi)耗散大量能量的顯示。電流限制 如果保險(xiǎn)絲能在電源的四分之一周期內(nèi)中斷故障電流，這種保險(xiǎn)絲稱為電流限制類保險(xiǎn)絲，這就意味著預(yù) 期的峰值電流永遠(yuǎn)不會(huì)出現(xiàn)，這是一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)，它能限制由過(guò)流造成的損壞。圖5.電流限制在這種情況下，將永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到預(yù)期的故障電流，這將有助于防止系統(tǒng)受到嚴(yán)重短路造成的損壞（圖5）。保險(xiǎn)管填充當(dāng)短路的程度變得越來(lái)越嚴(yán)重，與保險(xiǎn)絲串聯(lián)的阻抗就變得越小。在實(shí)際應(yīng)用中，保險(xiǎn)絲本身更靠近能量 源，大多數(shù)情況下的能量源是變壓器。由于線圈中儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量，電路的電感量越大，電路中斷時(shí)，保險(xiǎn) 絲會(huì)吸收更多能量。在高熔斷能力保險(xiǎn)絲的設(shè)計(jì)中，為使電弧盡快

14、消失，保險(xiǎn)絲內(nèi)可填充沙子或相似的材料。填充物可完成下列功能： 填充物可使電弧冷卻，沙子可吸收電弧產(chǎn)生的能量。由于不得不在填充物的顆粒之間通過(guò)，可增加電弧長(zhǎng)度。 填充物減少了保險(xiǎn)絲中空氣的數(shù)量，所以當(dāng)電弧剛形成時(shí)，只有很少空氣可擴(kuò)散，且只產(chǎn)生更低 的壓力，使保險(xiǎn)絲失效的可能性更小。« 填充物可保護(hù)保險(xiǎn)絲主體不直接暴露在電弧中，雖然如此，保險(xiǎn)絲主體仍應(yīng)盡量結(jié)實(shí)，常用陶瓷 代替玻璃。過(guò)壓保險(xiǎn)管特別是填充沙子的保險(xiǎn)管在排除短路的故障電流時(shí)，就會(huì)發(fā)生過(guò)壓。在對(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行理論分析時(shí)，可把它看作是在電流中斷的點(diǎn)上出現(xiàn)在保險(xiǎn)絲上的后電動(dòng)勢(shì)（emf）。在一個(gè)230伏的交流系統(tǒng)上，在開(kāi)路時(shí)出現(xiàn)超過(guò)20

15、00伏的瞬時(shí)高壓并不罕見(jiàn)，但持續(xù)時(shí)間很短（幾微秒）的這些尖峰可反映到距離很短的金屬線上，造成電路中半導(dǎo)體器件的損壞，例如燈的調(diào)光器、計(jì)算機(jī)、彩 電和音響設(shè)備中的半導(dǎo)體器件。關(guān)掉熒光燈時(shí)也可造成相似的過(guò)壓情形。原理介紹WH自復(fù)位過(guò)流保護(hù)器（自恢復(fù)保險(xiǎn)絲）是由高科技聚合樹(shù)脂及納米導(dǎo)電晶粒經(jīng)特殊工藝加工制成，正常情況下，納米導(dǎo)電晶體隨樹(shù)脂基鏈接形成鏈狀導(dǎo)電通路，WH保護(hù)器正常工作；當(dāng)電路發(fā)生短路或者過(guò)載時(shí)，流經(jīng) WH保護(hù)器的大電流使其集溫升高，當(dāng)達(dá)到居里溫度時(shí)，其態(tài)密度迅速減小，相變?cè)龃?，?nèi) 部的導(dǎo)電鏈路呈雪崩態(tài)變或斷裂，WH保護(hù)器呈階躍式遷到高阻態(tài)，電流被迅速夾斷，從而對(duì)電路進(jìn)行快速，準(zhǔn)確的限制和

16、保護(hù)，其微小的電流使WH保護(hù)器一直處于保護(hù)狀態(tài)，當(dāng)斷電和故障排除后，其集溫降低，態(tài)密度增大，相變復(fù)原，納米晶體還原成鏈狀導(dǎo)電通路，WH保護(hù)器恢復(fù)為正常狀態(tài)，無(wú)需人工更換。電附值應(yīng)用范圍通迅設(shè)備：程控交換機(jī)、用戶終端設(shè)備、總配線保安單元等。*汽車電子：汽車線束、汽車防盜器 、汽車微電機(jī)、汽車電子產(chǎn)品等。*電器設(shè)備：衛(wèi)星接收機(jī)、安防設(shè)備、揚(yáng)聲器、工業(yè)自動(dòng)控制等。電子行業(yè)：電源、鎮(zhèn)流器、微電機(jī)、火災(zāi)報(bào)警、儀器儀表等。產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)1. 安裝方便：WH自復(fù)位過(guò)流保護(hù)器無(wú)極性，串聯(lián)于需要保護(hù)的電路即可，不僅應(yīng)用廣泛，而且安全可靠。2. 重復(fù)使用：切斷電源和排除故障后，自動(dòng)恢復(fù)為正常狀態(tài)，無(wú)須人工更換，可重復(fù)使

17、用。3. 無(wú)再接通：故障條件下，不會(huì)再次接通故障電路（其它保護(hù)電路，雙金屬片等會(huì)反復(fù)接通而擴(kuò)大故障范圍）。4. 提升品質(zhì)：能提升客戶產(chǎn)品的品質(zhì)，能大大降低成品的自然損壞率，能大大延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命。5. 增加亮點(diǎn)：因?yàn)樵黾恿烁呖萍荚?，所以能為客戶的產(chǎn)品增加新的閃光點(diǎn)，讓易損電路不再脆弱6. 降低成本：比其它的保護(hù)電路減少元件數(shù)量，PCB面積、作業(yè)過(guò)程損壞。降低不良率售后服務(wù)成本。7. 效率提高：能提升工程師的設(shè)計(jì)效率和保護(hù)的準(zhǔn)確度和可靠性。8. 提升信譽(yù)：能提升客戶公司的美譽(yù)度和產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。安裝方式WHPTC自復(fù)保險(xiǎn)絲沒(méi)有極性，阻抗小，安裝方便，將其串聯(lián)關(guān)于被保護(hù)電器的線路中即可，電源

18、直流或交流均可。符號(hào)說(shuō)明符號(hào)說(shuō)明IhWHPTC元件在25 °C環(huán)境溫度下的最大的工作電流ItWHPTC元件在25 C環(huán)境溫度下啟動(dòng)保護(hù)的最小電流ImaxWHPTC元件能承受最大電流PdmaxWHPTC元件工作狀態(tài)下的消耗功效VmaxWHPTC元件的最大工作電壓VmaxiWHPTC元件在阻斷狀態(tài)下所承受的最大電壓RmaxWHPTC元件工作前的初始最小阻值RmaxiWHPTC元件末工作前的初始最大阻值選型指南1. 列出設(shè)備線路上的最大正常工作電流（I）和最大的工作電壓（V）2. 岀工作環(huán)境溫度正常值及范圍，按折減率計(jì)算正常電流Ih（詳見(jiàn)環(huán)境溫度與電流值的折減率表）3. 根據(jù)I、V值，產(chǎn)品類別及安裝方式選擇一種"萬(wàn)和"牌自復(fù)位過(guò)流保護(hù)器系列。（參考各規(guī)格表）4. 選岀的 萬(wàn)和”牌自復(fù)位過(guò)流保護(hù)器的I值必須小于或等于Ih5. 用戶對(duì)我公司產(chǎn)品如有特殊要求，請(qǐng)與我公司聯(lián)系，我們將根據(jù)您的要求進(jìn)行專項(xiàng)研發(fā)，且不收任何附加費(fèi)用。環(huán)境溫度及電流值折減比率表WHSeries-20 °C0 C25 C30 C40 C50 C60 C70 C85 CWH600138%119%100%92%83%73%64%55%42%WH250132%117%100%91%85%77%68%61%48%WH130136%1