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十、贴片保险丝常见问题解答

日期:2020-04-11    浏览量:载入中...

1、为什么有时候贴片式保险丝会变得电阻很大而不断我们知道管状保险丝的动作原理是:过电流使得熔体上的热平衡被打破,熔体温度上升到该金属材料的熔点时,熔体的中间部分从固体变为液体,由于悬空在管中的金属材料的表面张力及重力使熔体的液体部分向两端拉开距离和向下垂落,电压引起的飞弧又使得熔体温度继续上升,进一步飞弧和进一步拉开距离,直至电路被完全切断。对应贴片式的保险丝来说,其动作原理也是一样的,但是由于结构状态的不同,金属熔体的周围都被其基体部分的高分子材料或陶瓷材料所紧紧围贴着,即使是已经熔化的金属也无法向两端收缩,只能依靠向周围材料的扩散渗透或被吸收,如果在这个过程中过电流消失了(例如瞬间脉冲现象),而扩散或吸收的过程尚在进行过程中,此时就会造成电阻变大而熔体没有完全熔断的现象。再来看看这种现象的后果:由于此时过电流已经消失,并没有对电路造成不良影响,虽然此时的保险丝没有完全被熔断,但熔体的容量已经减弱,再次经受过电流时就会较快被熔断,保证对电路的保护作用;如果第二次过电流依然是瞬间脉冲,则会造成电阻再次变大而依然没完全熔断,熔体的容量也再次减弱;总之,深圳贴片保险丝出现电阻变大而不完全熔断现象并不影响它对电路的保护功能,只要过电流持续时间一长,它就会被完全熔断。相反地如果经受了过电流而没有任何变化,则有可能保险丝的保护功能有问题了。再对比管状保险丝来看,慢断型保险丝的熔体由两种以上的金属材料复合而成,在承受过电流时同样有一个不同材料间互相扩散渗透的过程,所以它会具有耐脉冲的能力,也有机会发生电阻变大的现象。


2、为什么保险丝常在开机时或刚接通电源时断开


大部分电路在刚接通电源时都会产生一个瞬间浪涌电流,在容性或感性电路中这种浪涌电流往往比正常稳态电流要大好多倍,甚至几十倍,如果在该电路中使用的保险丝的耐浪涌能力不够强的话,保险丝就会被大能量的浪涌所冲断。如果这个浪涌电流的持续时间很短,所释放出来的能量不足以冲断保险丝时,保险丝就不会断,只受到一定程度的损伤,经过一定次数的浪涌冲击才会被冲断。与此相类似的是:部分接插部件在整机工作状态时进行热插拔也会产生较大的脉冲电流,这时候的保险丝如果耐脉冲能力不够强时也会常被脉冲所冲断。要避免保险丝被浪涌或脉冲电流所冲断而无法正常工作,就需要我们选用正确的保险丝品种,根据被保护电路中产生浪涌或脉冲的可能情况,来选择合适的保险丝类别,例如耐浪涌保险丝或慢熔断保险丝。保险丝的熔化热能指标I2t 的大小代表了它耐浪涌的能力,慢熔断保险丝的熔化热能值要比同规格的快熔断保险丝大很多倍。


3、保险丝的额定电压有什么意义


由于保险丝本身的电阻值很小,而且我们希望越小越好,保险丝两端的电压降很小,比保险丝的额定电压要小很多很多,所以在保险丝正常工作时,额定电压并没有什么实际意义。而保险丝的额定电压的真正意义在于它的安全性能上。保险丝作为一个安全元件,必须保证它在正常工作时、保护动作过程中及熔体熔断后的任何时段内都是安全的,在熔体的熔断过程中和熔体熔断后,保险丝的额定电压就具有非常重要的意义了。保险丝熔断时的不安全因素来自过电流所释放的能量,而该能量的大小取决于电流和电压的乘积,保证保险丝安全性的最大电流就是额定分断能力、最大电压就是额定电压,如果保险丝的额定电压小于电路电压的话,就有可能产生不安全现象,所以必须使用额定电压大于或等于电路最大电压的保险丝。同样地,在保险丝熔断以后,电路电压就直接加在保险丝两端,此时保险丝的额定电压就是它的耐压,也就是它能够承受的最大电压,只有当保险丝的额定电压大于或等于电路电压的时候才能保证不被击穿,不会持续拉弧或再次导通。所以我们在选用保险丝时必须保证保险丝的额定电压要大于或等于被保护电路的最大电压,这样才能保证保险丝足够的安全性能。


4、什么是保险丝的分断能力


保险丝作为一个安全元件,除了它的性能要求以外,还必须具备严格的安全要求,保险丝的分断能力就是反映保险丝安全性能的一个重要指标,它的具体含义就是:保险丝在分断电路的过程中能够承受而不出现任何不安全现象的最大短路电流,这里的不安全现象包括---持续飞弧、冒烟、喷射、飞溅、燃烧、爆炸等。管状保险丝根据其分断能力的大小可分为高分断(1500A)、低分断(35A 或10In)、增强分断(150A)等类型,片式保险丝的分断能力一般都在30-60A,这个指标往往被使用者忽视或误解,或跟保险丝的熔断特性相混淆,正确理解保险丝的分断能力应该是:在被保护电路发生短路时的极端最大电流不能超过保险丝的额定分断能力,否则有可能出现某些不安全的现象,不能保证该电路的安全。保险丝的分断能力是保险丝主要的安全指标之一,而熔断特性则是保险丝主要的性能指标之一,两者各具完全不同的含义和要求。


5、如何选择保险丝的熔断特性和额定电流


熔断特性是保险丝最主要的电气性能指标,保险丝对电路的保护性能都是通过熔断特性来体现的。应用于不同性质电路的保险丝也具有各种不同的熔断特性,例如:用于保护敏感或贵重元器件的保险丝必须是特别快速熔断的;在一般纯阻性电路中的保险丝需要快速熔断的;在经常有脉冲等瞬间过电流或浪涌电流的电路中的保险丝就需要有较强的抗浪涌能力;在开关整机时会有很大浪涌电流的电路中的保险丝就一定要是慢熔断类型的;使用中会经常有热插拔动作的电路保护也需要有较强的抗浪涌能力的保险丝;还有一些保险丝具有特慢速熔断特性的或称为长延时的则能抵抗特别大的浪涌电流的冲击。大部分的保险丝生产厂都会同时提供几种不同熔断特性的保险丝,以提供给客户选用。产品名称中的快熔断或慢熔断都是相对的,也只是定性的,并不具体反映保险丝实际的动作速度,所以我们不能仅凭名义上的熔断特性来选择保险丝,正确地选择应该参考保险丝制造商提供的保险丝的“时间-电流特性曲线”,该曲线反映了每个规格保险丝在不同电流条件下的实际熔断时间平均值,从中我们可以比较准确地判别保险丝的熔断特性,从而选出符合要求的保险丝品种。同样地,保险丝的额定电流也只是一个识别的名称,并不能真实反映它的实际熔断电流和熔断时间,在选择保险丝的额定电流时,也需要参考该保险丝的“时间-电流特性曲线”,通过该保险丝的特性跟电路保护的实际需要进行配比,才能选出正确的符合要求的额定电流规格的保险丝。


6、环境温度对保险丝的性能有什么影响


我们都知道保险丝的动作原理是:当保险丝在电路中承受负载电流时,电能转化的热能会使熔体的温度从环境温度逐渐上升,同时保险丝也会通过连接条件散热,当工作电流正常时,发热和散热达到平衡,熔体温度会维持在一个固定的水平上下,而一旦电路出现故障,电流变大发热增加,熔体上的热平衡打破温度会持续上升,达到熔体材料的熔点时就开始熔断过程。所以电流保险丝动作的真正原因是过电流所散发的热量。既然保险丝动作直接由热量引起,所以环境温度就一定对保险丝的性能有影响。这里的环境温度除了指电子电气设备所在的周围室内或室外温度外,更重要的是指在设备工作时保险丝在机器内部所处小环境周围的温度,因为那将更加直接影响到保险丝的性能,一般大气环境温度最高不会超过500C,但机内小环境温度甚至可能超过100C,这对保险丝性能的影响会很大。环境温度越高,保险丝熔断越快,也就是说它的规格实际上降低了。由于保险丝性能受到工作环境温度的影响,所以我们在选用保险丝的时候还必须考虑到它的实际工作温度,保险丝制造商应该提供产品在高温条件下的折减曲线,这种曲线能够告诉客户在什么温度下保险丝的额定电流将被折减到百分之多少。使用者可以根据电路实际要求选择合适的保险丝品种规格,并根据保险丝在设备中小环境的温度情况加以适当的折减考虑。


7、慢熔断保险丝与快熔断在性能和应用有什么不同


慢熔断保险丝与快熔断保险丝的最主要区别在于它对瞬间脉冲电流的承受能力,也就是说它可以抵抗开关机时浪涌电流的冲击而不动作,从而保证设备的正常运作,因此慢熔断型保险丝往往又被称为耐浪涌保险丝。从技术层面上来说,慢熔断保险丝具有较大的熔化热能值I2t,保险丝熔断所需要的能量较大,所以对于同样额定电流的保险丝来说,慢熔断比快熔断耐脉冲的能力要强很多。由于慢熔断保险丝的I2t 比同规格的快熔断保险丝要大,所以在电路发生过电流时的熔断时间也会比快熔断的要慢一些,那么会不会像有些人担心的保护性能差了呢?我们说不会!因为一旦电路出现故障,过电流就不会自行消失,持续过电流的能量会大大超过保险丝的I2t,无论何种保险丝都会被熔断,慢熔断和快熔断之间的时间差异对其保护要求来说不是很重要的,只有在被保护电路中有敏感器件需要保护的情况下,慢熔断才会对保护性能有所影响。由于以上这些差异,慢熔断保险丝和快熔断保险丝会被应用在不同的电路中:纯阻性电路(没有或很少浪涌)或需要保护IC 等敏感贵重器件的电路中必须采用快熔断保险丝;而容性或感性电路(开关机时有浪涌)、电源输入/输出部分最好采用慢熔断保险丝;除了保护IC 的电路外,大部分使用快熔断保险丝的场合都能够改用慢熔断保险丝,使其提高抗脉冲能力;反之在使用慢熔断保险丝的地方若改用快熔断保险丝,则往往会造成开机即断,保险丝无法正常工作的现象。此外,由于慢熔断保险丝的价格比快熔断保险丝要高出不少,经济考量也成为选用时的一个间接因素。


8、怎么样才使保险丝能承受多次瞬间脉冲的冲击


我们知道保险丝的熔断是熔体被过电流释放的热能所熔化而造成的,而能够熔断保险丝的能量就是保险丝的熔化热能值I2t,理论上说,只要保险丝熔化所需要的能量大于瞬间脉冲电流所释放的能量,保险丝就不会被冲断,也就是保险丝可以抵抗这种脉冲的冲击,一般慢熔断型保险丝都具备这种特性。那么抵抗过一次瞬间脉冲的保险丝有没有发生什么变化呢?那就要看它受脉冲的伤害有多大了,如果该脉冲能量远小于保险丝熔化热能,保险丝受到的冲击很小,那么保险丝就可以接受许许多多次冲击而不被冲断,反之如果脉冲能量接近保险丝熔化热能,保险丝被冲击一次受到的损伤很大,那么它就可能受不起第二次的冲击了,也就是说:保险丝在经受每一次脉冲的冲击后都会受到一定程度的损伤,即它的耐脉冲能力有所减弱或I2t 有所降低,减弱或降低的程度跟脉冲的能量成正比。我们要使保险丝能够承受多次瞬间脉冲的冲击,必须要在保险丝的I2t 和脉冲能量间放足够的余量,不同的电器产品由于使用寿命和开关频率不同,需要承受脉冲的次数也不同,所以保险丝的供应商应该提供相应的参考数据,即对应不同脉冲次数,需要选择保险丝的I2t 对脉冲能量的不同倍数。


9、一次性保险丝和可恢复保险丝的异同


可恢复保险丝本质上是正温度系数热敏电阻,它是通过PTC 材料的电阻值对温度的正相关及在居里温度点时的突变而起到电路保护作用的,这一点原理跟保险丝完全不同。我们先来看看这两种产品的相同点:它们都可用来做电路的过电流保护,其使用的不少领域和场合有类似,还有一部分场合这两种产品都可以使用,还可以互相替换,例如在过流保护要求不太高的电池保护应用中这两类产品都能各领风骚;在对某些IC 等重要器件保护应用中,或电源的输入/输出端就只有一次性保险丝才有可能胜任其保护功能,这些部位对阻抗要求也较高;而一些必须避免因过热而烧坏产品的场合,或者是经常需要热插拔操作的接口过流保护,则是PTC 的最佳用武之地;然而在更大多数的场合里,这两类产品还是有很多很多的差异,甚至根本不可能互相替代,它们的主要区别或差异可以通过下表内容来体现:由于有共同点和差异的存在,使得这两类产品能够在市场上长期共存,各得其所。


10、有哪些因素会影响保险丝性能


如前所述,温度对保险丝的性能有很直接的影响,那么除了保险丝在电路中小环境温度外,还有很多因素都会影响到保险丝熔体上的温度的变化,这些都会影响到保险丝的性能。


保险丝的内阻:初始内阻增大或保险丝老化后的内阻增大都会导致保险丝散热条件的变化,从而使保险丝的熔断时间变快。


保险丝的连接:保险丝在电路中的可靠连接是保证保险丝性能的重要环节,如果连接部位接触电阻增大,其后果跟内阻增大一样。


保险丝跟发热元件间的距离、电路中元器件排列疏密程度、连接导线或PC 板上走线的截面积和长度都有关。除此之外,对保险丝技术参数熔断特性、额定电流、额定电压、分断能力等选用不当,肯定也将影响保险丝正常发挥其应起的作用。对于小规格保险丝来说,如果其本身内阻较大,而工作电压很低的时候,有时会出现没有电流输出的现象,这并不是保险丝有问题,而是外界其他因素而引起的。


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