保险丝如何选型

一、简介

保险丝(fuse)也被称为电流保险丝，IEC127标准将它定义为“熔断体（fuse-link)”。熔断体是由电阻率比较大而熔点较低的银铜合金制成的导线。若电路中正确地安置了保险丝，那么，保险丝就会在电流异常升高到一定的高度和热度的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。  百多年前由爱迪生发明的保险丝用于保护当时昂贵的白炽灯，随着时代的发展，保险丝保护电子/电力设备不受过电流/过热的伤害，避免电子设备因内部故障所引起的严重伤害。

作用：主要是起过载保护作用。在电路中正确安置保险丝，当电流或者温度异常升高到一定限制时，保险丝会熔断熔丝，切断电流，进而保护整个电路安全。

应用方向：保险丝与熔断器同属于安规器件，起到的作用也是一样的，都是用来保护整个线路的安全，保险丝主要用于弱电产品，如充电器，电源适配器等等，而熔断器则用于像充电柜，光伏能源等产品。

保险丝相关参数及术语

1、额定电流（In）

标注在保险丝上的额定工作电流。该数值由制造商确定，为该保险丝所能载的电流。额定电流通常是标准推荐的档位，例如1，1.25，1.5，1.6，2等（单位：A）

2、额定电压（Un）

标注在保险丝上的额定电压，表示该保险丝可以被使用的最大工作电压。通常标准额定电压为32、63、125、250、600V。保险丝是对电流的变化而不是对电压的变化敏感。保险丝在从零到其最大额定值间的任何电压下都保持其原状，所以保险丝可以在小于其额定电压的任何电压下使用。

3、电压降（Ud）

额定电流下保险丝两端的电压降

4、冷电阻（R）

保险丝不工作时本身的电阻值。大部分保险丝是用正温度系数为材料制造的，因此，会有冷电阻和热电阻（额定电流下的电压降），实际的工作电阻位于其间。用不大于保险丝公称额定电流10%的测量电流可测得冷电阻。热电阻是根据保险丝上流过的值等于公称额定电流的电流时产生的。

5、环境温度

指直接环绕保险丝周围的空气温度，不应与室温相混淆。在许多实际场合，保险丝的温度相当高，例如保险丝安装在封闭空间，或者安装在其发热元件附近，如电阻、变压器、电感线圈等附近。

6、分断能力（Breaking Capacitor）

也称为致断容量或短路额定容量。是指在规定的电压下，保险丝能安全地切断的最大电流。当保险丝中可能通过的瞬时过载电流超过额定值时，保险丝会破碎或爆炸，引起危险。因此要求保险丝在保护动作后，还能够保持完整的状态（无爆裂、断裂）。保险丝的分断能力取决于保险丝的结构，低分断能力保险丝大部分都是玻璃壳体的，高分断能力保险丝通常有陶瓷壳体，其中许多还填充有纯净颗粒状石英材料。

7、 时间—电流曲线（Overload and Time-Current Curves）

是保险丝最重要的参数之一。当流过保险丝的电流超过额定电流时，保险丝被熔断，是一种过载状态。保险丝的时间－电流特性是过载电流和熔断时间之间的关系。时间—电流曲线是以平均数值为根据的。

时间电流特性－标准规格

8、公称熔化热能I2t

是选择保险丝最重要的参数之一，是使保险丝断开所需的能量值，是保险丝本身固有的参数，以I2t表示。I2t值是保险丝本身的一个参数，其决定因素是元件材料及保险丝元件的形状，与温度及电压无关。

9、 尺寸

除非另有规定，尺寸以毫米为单位。常用的管形保险丝外观尺寸有Φ6X30，Φ5X20，Φ3X10，Φ2X7；常用的表贴保险丝外观尺寸6.1X2.7X2.7，10.1X3.1X3.1等

二、工作原理

  当电流流过导体时，因导体存在一定的电阻，所以导体将会发热。且发热量遵循着这个公式：Q=0.24 I2RT

 其中Q是发热量，0.24是一个常数，I是流过导体的电流，R是导体的电阻，T是电流流过导体的时间；依此公式我们不难看出保险丝的简单的工作原理了。

快速保险丝熔断过程

延时保险丝熔断过程         

·在高过载时，慢熔断保险丝的动作原理和快速保险丝一样，因为没有时间用来开始扩散的过程.

–  高过载系指4In和更高的过载电流.

·扩散在 150-170°C 时开始. 慢熔断保险丝的熔丝不应长时间工作在150°C 以上，以防止老化.

·虽然没有锡球 / 镀复，快速动作保险丝不允许长时间在175-225°C 以上使用.

   - 熔丝材料的氧化.

    - 材料性质的改变.

三、基本结构

一般保险丝由三个部分组成：一是熔体部分，它是保险丝的核心，熔断时起到切断电流的作用，同一类、同一规格保险丝的熔体，材质要相同、几何尺寸要相同、电阻值尽可能的小且要一致，最重要的是熔断特性要一致；二是电极部分，它是熔体与电路联接的重要部件，它必须有好的导电性，不应产生明显的安装接触电阻；三是支架部分，保险丝的熔体一般都纤细柔软的，支架的作用就是将熔体固定并使三个部分成为刚性的整体便于安装、使用，它必须有良好的机械强度、绝缘性、耐热性和阻燃性，在使用中不应产生断裂、变形、燃烧及短路等现象。

三、保险丝的选型要素

确认电流：保险丝的额定电流在25℃时，运行上是代表性地降低25%，避免“我能拯救地球”。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。

首先，确定实际产品的额定工作电流a，a/0.75就是保险丝的额定电流。

 也可参考产品实际输入电流的1.5-2.0倍选择保险丝的额定电流。

确认耐压：要大于或等于有效的电路电压。一般常用规格为250V AC。

确认安规认证：IEC、UL、CSA、TUV、CCC

·IEC 127 第 2 部分 ,规格单1,2,3,4,5,6

    - 管状保险丝

·IEC 127 第 3 部分+am 1. 规格单1,2,3,4

   – 微型保险丝

·UL 248-14 （=以前的 UL198G)               

·UL 列名:

–完全按照UL的标准做的保险丝

·UL 认可:

对于没有现行的UL标准的保险丝

  - 符号制造厂商规格的保险丝.

  - 遵守IEC60127等等规格的保险丝.

对于两大规范保险丝的测试的探究.

·UMF * (通用的模块化保险丝).

–第一种IEC和UL标准通用的保险丝

    - IEC 127 第 4 部分

表面安装和穿孔式保险丝

确认电气特性：F（快熔）、T（慢熔）、自恢复，此处需要结合产品实际的应用环境进行选型，包括浪涌（雷击）抗扰度Surge、输入冲击电流的相关指标。具体可结合保险丝规格书的电流和时间曲线进行选型，一般开关电源中的保险为慢熔型。（提醒：需要重点考虑单一脉冲能量是否小于保险丝的单一脉冲能量）

·慢熔断: (延时型，抗浪涌）

    - 在高过流时，保险丝动作较慢.

    - 保险丝上标有 T.

    - 慢熔断保险丝上含有锡球或镀层.

·快速动作:

-在高过流时，保险丝动作较快.

-保险丝上标有F.

确认工作温度范围：实际产品的应用温度范围。保险丝的工作温度范围不应小于实际产品应用温度范围。

确认封装：结合产品的体积，工艺、安规距离、成本等，选择最合适的保险丝。特别是保险丝前和保险丝后的电气间隙和爬电距离，都需要满足基本绝缘。

PCB板注意事项：需要做认证的产品，需要将保险丝的规格（额定工作电压和额定工作电流）印在PCB上，无认证要求的产品，最好也同步以上。

四、分类

　　审核编辑：汤梓红