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一粒金砂(中级)

如何给你的设计选择合适的fuse [复制链接]

选择fuse需要考虑的因素:

1.额定电流fuse的额定电流通常情况下在25℃使用条件下需要降额25%使用。比如,一

                  个标称10A的fuse通常建议在25℃条件时工作电流在7A5以下。其原因第一是

                   因为fuse的标称额定电流是在UL/CSA/ANCE248-14标准规定的测试条件下

                   测得的,但是实际使用fuse的条件并不能和测试条件相同;第二是因为fuse

                  是一个对温度相当敏感的器件,其额定值是在25℃条件下测得的,但当在电

                  路中工作时,fuse会因为电流流过而发热或其周围发热的器件而改变其工作

                  的环境温度,而这会影响fuse的额定值的大小。而降额使用就是为了补偿实

                  际使用条件对fuse性能的影响。

2.工作电压:实际的电路工作电压必须小于或等于保险丝的额定电压。对于小型fuse来

                   说,制造商设定的fuse标准额定电压为32v,63v,125v,250v和600v。在

                   具有相对较低输出电源的电子设备中,电路阻抗将短路电流限制在小于保险

                   丝额定电流十倍的值,通常的做法是为500伏或更高的二次电路保护指定125

                   伏或250伏额定值的保险丝。

3.环境温度:这里的环境温度并非指的是室温,而是指fuse周围空气的温度。环境温度越

                    高,保险丝工作温度越高,其使用寿命就越短。前面已经讲过在25℃条件下

                    需要降额25%使用,如果温度条件发生变化,可以按照以下的方法选择合适

                    的fuse:

                    假定实际电路工作电流1A5,则:

                    若环境温度为25℃时,应选择额定电流=1A5/0.75=2A的fuse;

                    若环境温度为70℃时,需要现在fuse的SPEC中找到对应温度下的降额,然

                    后再进行计算。比如fuse的温度降额曲线如下图的A,则应选择额定电流=

                    1A5/(0.75x0.8)=2A5的fuse;

                    fuse的温度降额曲线:

image-20220302152503-1.png  

4.过载电流和fuse必须断开的时间需要fuse动作的电流的临界值。可以根据电流或损坏

                                                     发生前可容忍的电流和最长时间规定故障条件。应参

                                                     考流曲线,以尝试将保险丝特性与电路需求相匹配,

                                                     同时要注意曲线是基于平均数据。

5.最大故障电流:保险丝的熔断额定值必须达到或超过电路的最大故障电流。

6.脉冲、浪涌电流、冲击电流、启动电流和电路瞬态电流:电脉冲会产生热循环和可能的

        机械疲劳,从而影响保险丝的寿命。应确定启动脉冲的大小和形态,然后与保险丝的

        时间电流曲线以及I2t额定值进行比较。标称融化热能值I2t是指能够使fuse熔断所需要

      的能量,通常以A2S(安培平方秒)来描述。该标称熔化I2t代表在8毫秒[0.008]或更

      短的持续时间内,或在1毫秒[0.001]或更短的持续时间内(薄膜fuse)能使fuse熔断

      的能量,对于每个fuse来说是一个恒定的值。通常,标称熔化I2t保险丝选择方法适用

      于保险丝须维持短时大电流脉冲的应用。这些高能电流在许多应用中都很常见,对设

      计分析至关重要。下面的例子应该有助于更好地理解对于I2tfuse选择中的应用。

      需要选择电压125V,25℃下额定电流0A75,能够承受超过100000次如下图所示脉

      冲电流的fuse:      

image-20220302152503-2.png  

      第一步:根据上图电流脉冲波形以及下图提供的计算公式,选择合适的计算I2t的公

                   式(本例对应的是波形E):  

image-20220302152503-3.png  

                    则:              

image-20220302152503-4.png  

      第二步:参考“脉冲周期耐受能力”如下图,找到目标耐受能力下I2t降额的系数,然

                   后计算实际需要的fuse的额定I2t的大小:

image-20220302152503-5.png  

             

                    实际需要的fuse的额定I2t=0.0512/0.22=0.2327 𝐴2𝑆e𝑐 

      第三步:根据第二步计算的实际的I2t对照fusedatasheet选择合适的fuse,特别要

                   留意还要考虑fuse的温度降额条件。

7.物理尺寸的限制:选择适合设计封装尺寸的fuse。

8.安规认证要求:选择符合产品安规要求的fuse。

9.fuse的安装类型/形状,易安装等特性

10.fuse安装座的特性

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