保险丝的选型与设计
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一般保险丝是开关电源连接AC输入的第一个器件,说是一般是因为有时候X电容也可以在保险丝前。
对于保险丝我有几点疑问,期待解答:
1值的大小,一般跟峰峰值的关系是怎么样的?
2选型,现在市场上有方形的保险丝,有保险电阻,有保险管,他们具体用处有没有什么区别呢?
保险丝有额定电压、电流的要求。
额定电压是指其灭弧能力,正常工作时其两端可以认为没有电压的(很小),但如果其被烧断后就有输入电压加在上面,此时保险丝不能跳火,这就是额定电压的概念。
额定电流是指它保证寿命的正常电流。
除此之外,保险丝还有一个参数,I2t,是指引起保险丝融化的能量,但这是一个短时间的概念,不是长时间的,在很短的时间内,如10mS,保险丝的热量是基本上传不出去的,只有在它上面消耗掉,达到I2t的值就会融化。
从这个参数看到,时间越短,允许的电流就越大。
能量的单位是I2Rt, 对于保险丝来说R是常数,所以能量是正比于I2t的,为了简单起见就这么叫了。
保险丝有快融,正常,慢融几种形式。
虽然额定电流都是10A,但其I2t是不一样的,慢融的在一定时间内允许通过很大的电流,也就是抗浪涌能力强。
很明显,开关电源开机瞬间有很大的浪涌电流,过浪涌实验时的浪涌电流更大,一般选慢融的保险丝,如果浪涌要求不高,也可以选普通的。
输入电流的计算:一般根据输出功率和大概估算的效率,计算出输入功率,根据最低输入电压计算出输入电流,再处于大概的功率因数,如一般整流在0.5-0.6左右,就是输入的最大额定电流,选取保险丝时一定要大于此值,一般取1.5-3倍。
I=P O/效率/V in(min)/0.6
如果需要电流型雷击测试(比方说20KA),那么该保险丝又该如何选取呢?
20KA已经超出了浪涌的范围,那可是真正的雷击了,是用避雷针和专用防雷器来防的,不是我们讨论的开关电源的范围。
我们讨论的是模拟间接雷击,如雷击中户外线路,有大量电流流入外部线路或地线形成干扰电压,或打雷在外部线路感应出共模或差模电压、电流。
你想想实验室的浪涌发生器能模拟直接雷击能量的话,估计整个实验室都被炸飞了。
做20KA的雷击一般都是外接防雷器,模块内部采用FUSE+压敏电阻+气体放电管的方案来解决,但是由于保险丝在前级,气体放电管动作的时候有大电流流过保险丝,保险丝就有可能动作。
所以除了选慢熔和I2T 尽量大的保险丝外还要注意什么?一般来讲电流大的I2T也大,但是我们不可能选太大电流的保险丝。
此时又该怎么选择?
FUSE+压敏电阻+气体放电管,这里的保险丝肯定要选大的,选多大?直到雷击通过不炸保险丝为准。
但是这样保险丝就不能起到保险的作用了。
我们以前是在雷击保险丝后还要加基本保险丝,应该是符合安规要求的。
在低成本產品用,FUSE經常用1W左右的"保險電阻"取代,這個電阻與平常的電阻有何不同嗎?如何評估他?这都是为了降低成本,对应用来说,绝对没有保险丝好。
这个电阻就是个线绕电阻,除了做保险,可以帮助过浪涌,所以承受的功率较大大。
1W估计可以过2KV浪涌,要承受更高的浪涌,需要功率更大的,如2W. 以前也有用水泥电阻的,就是在线绕电阻的基础上填石英砂,加外壳,不会冒烟、冒火、承受的浪涌能力也大,但成本高没人用了。
次在一个班子上见一个东东,网上搜一下说是可恢复保险丝,不知道这个和一般的保险丝在用法上有什么区别?
看名字嗯,常规的FUSE保护即烧掉,必须重新更换,这在有些地方,特别是电路内部很不方便,而可恢复的意思是“断了”后可再生。
是高分子材料的,电流大时内阻变得很大。
就保险而言;有快/普通/慢熔之别,还有自复位一说。
现在还有PTC材料做保险。