基于LOTO示波器和5A电流探头的自恢复保险丝

本文用LOTO示波器和5A的电流探头来实验两种常见类型的保险丝的保护曲线。一种是熔断型的，另一种是自恢复型的。我们通常需要在一些电路中对电流过大的情况做保护，比如防止用户把输出源短路，比如防止用户对电路灌入大电流烧毁。这种情况下，我们需要在需要保护的电路中串入保险丝。

熔断型的保险丝原理是当电流增大，保险丝的温度升高，打到额定电流后烧断保险丝，从而切断了电流路径。

自恢复保险丝（Polymeric Positive TemperatureCoefficient，PPTC）的原理是，当电流增大到一定程度后，过流使它温度升高时，阻值急剧增大几个数量级，使电路中的电流减小到安全值以下，从而使后面的电路得到保护，过流消失后自动恢复为低阻值，免除电流保险丝经常更换的麻烦。

我们实测一个标称200mA/250V的熔断型保险丝的电流保护情况。我们用LOTO的USB示波器OSC482，带一个串入电源回路中的电流探头，这个电流探头的内阻只有0.2毫欧，同时串联上这个保险丝。然后通过示波器监测电流中的电流波形。正常状态我们不开启电源，电流为0，然后突然打开开关，将一个5A的电流突然加入到回路中，我们观察保险丝路径中的电流波形，从而分析出这个保险丝的保护情况。

我们得到如下电流曲线结果：

可以看到，当5A的电流突然加到电路中时，50ms的时间，电流从0突然升高到3.55A左右，然后用260ms的时间降到了1.25A，然后完全熔断，电流变为0。这和标称的200mA完全对应不上，所以在使用这种保险丝时，你的电路承受不了持续几百毫秒的3A电流的话，还是会被损坏的。

接下来我们看看一款350mA的自恢复保险丝的实测情况。

我采购了NANOSMDC035F-2这个型号的PPTC，

保持电流（Hold Current）IH：不会使电阻值突变的最大电流。

触发电流（Trip Current）IT：能使电阻值突然变大的最小电流，一般为保持电流的两倍。

额定电压（Rated Voltage）VMAX：在额定电流下能承受的不会损害PPTC器件本身的最大电压。

最大电流（Maximum Current）IMAX：在额定电压下能承受的不会损害PPTC器件本身的最大电流。

动作功率（Typical power）Pd：动作状态下消耗的功率。

最大动作时间（Max Time to Trip）Ttrip：规定电流下的最大动作时间。

静态电阻（Resistance Tolerance）RMIN、RMAX：在不加电情况下的静态电阻最小值Rmin和最大值Rmax，器件的实践值在该范围之内，即Rmin≤R≤Rmax。

为了方便，我把贴片的PPTC焊上了两只脚，同样的电路环境下，我们得到我们得到如下电流曲线结果：

可以看到，当5A的电流突然加到电路中时，24ms的时间，电流从0突然升高到1.5A左右，然后用500ms的时间降到了0A左右。这和标称的350mA完全对应不上，所以在使用这种保险丝时，你的电路承受不了持续几十毫秒的1.5A电流的话，还是会被损坏的。

断开电路，检测下PPTC的电阻，1.7欧姆，虽然不是资料里写的最大1.3欧姆，但是还是算自恢复了。

综合两次试验的结果，相同的标称值的情况下，自恢复保险丝的保护性能还是优于熔断型保险丝的，并且方便。