[初次发表 23-12-23 最后编辑:24-01-09]
最近公司有一个项目选错了保险丝,试产阶段大批不良。保险丝是我知识较短缺的一环,这几天有空就看看资料,有一点收获,记录下来。
保险丝的技术标准是 UL 248 (北美) 和 IEC 60127 (欧洲,中国),我国标准是 GB 9364,等同采纳 IEC。
保险丝普遍要认证。认证机构是商业组织,有 UL,VDE,CQC等,做产品需要事先确认用户对认证的偏好。UL 248标准就是对需要UL认证的保险丝定的技术规范和测试方法。
话说一个设计规范由商业组织制定然后按认证周期收费,算盘打得啪啪啊!有卖票的就有逃票的,我分析过一些国内销售的电动工具的板子,为了降低物料价格,会选择无认证的保险丝,自制保险丝,或者选择专利边界模糊的产品,确实“没出事儿”。认证和专利,对我这个开发工程师而言是个混沌的东西,既有白纸黑字,又有模棱两可。我觉得与其在某些边界疯狂试探,用消费者给自己做可靠性测试,不如把电路计算搞搞好。
言归正传。保险丝有哪些主要的技术参数和术语呢?我总结了下面8个:
1. 额定电流 / Current Rating
在环境温度25摄氏度时,保险丝能在规定的时间内连续流过而不熔断的最大电流,保险丝承受的电压不超过其额定电压。电流指DC平均值或AC有效值。
金属熔丝的电阻有正温度特性。如果保险丝用在高温下,其额定电流要降额。以下图为例,70摄氏度时,额定电流只有25摄氏度时的80%,也就是下降了20%。零下30摄氏度时,额定电流会增加10%。(下图来自LittelFuse/美国力特和东莞功得/Conquer)
2. 额定电压 / Voltage Rating
保险丝在分断时不产生电弧的电压,等于外部电路的开路电压。
3. 环境温度 / Ambient Temperature
空气温度,而且是紧贴保险丝表面位置的空气温度。环境温度是一个局部温度,尤其是当保险丝周围有发热元器件的时候。
4. 分断能力 / Breaking Capacity, Interrupting Rating, Short-circuit Rating
以规定的电压,在规定的使用条件下,保险丝能够安全分断的最大电流。安全分断指的是电路被断开且保险丝不爆炸、管壳不破碎。电流指DC平均或AC有效值。
如果是额定电压、25摄氏度和正常的安装条件(例如使用规范的PCB连接盘图案),对应的分断能力就是额定分断能力。
分断能力和额定电流合在一起,能确定保险丝长期通流(Let thru)和异常电流(Fault)。
5. 焦耳积分 / I sqr t
电流平方对给定时间间隔的积分。UL 248给出了图表,用来估算电流波形的焦耳积分值。焦耳积分用于评判保险丝对浪涌、容性负载引起的Inrush电流的承受力。对于选择所谓”快融型“保险丝很重要。
6. 时间-电流特性 / Time-Current Characteristics
保险丝在不同电流下的熔断时间。这是一个设计目标,是带有平均性质的曲线,不精确表征单个或单批次产品。
7. 冷态电阻 / Cold Resistance
在保险丝端子上测量电压降,通过的电流是额定电流的10%,据此计算出的电阻。
8. 热态电阻 / Hot Resistance
在保险丝端子上测量电压降,通过的电流是额定电流的100%,据此计算出的电阻。
Ref:
LittelFuse. Fuseology Selection Guide. 2014
GB 9364.1 小型熔断器定义和小型熔断器通用要求
开发工匠 2023-12-25 09:03