保险丝知识与选型指南

保险丝也被称为电流保险丝，IEC127标准将它定义为"熔断体（fuse-link)"。其主要是起过载保护作用。电路中正确安置保险丝，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，保护了电路安全运行。

术语：

额定电流：反映保险丝实际应用时的电流值。-In被标在保险丝上。

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。

构造：

温度剖析：

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℃时开始。慢熔断保险丝的熔丝不应长时间工作在150℃以上，以防止老化。

快速保险丝熔断过程：

虽然没有锡球/镀复，快速动作保险丝不允许长时间在175-225℃以上使用。

-熔丝材料的氧化。

-材料性质的改变。

保险丝分断能力等级：

额定电压/电压等级：

保险丝可以被使用的最大系统电压，在这个电压下不应有对人的破坏能力。

-32,63,125,250,600V。

-额定电压被标注在保险丝上。

分断等级=分断能力：额定电压条件下，保险丝能够安全地分断的预期电流。

-没有对环境的损害；

-烧断的保险丝是完整的；

-绝缘电阻；10kOhm；0.5MOhm。

分断等级举例：

注：保险丝系列还有更多的分断等级。

例如：UL系列，10kA/125Vac和35A/250Vac。

限制电流：预期电流

保险丝通过连接器（铜排）接入试验电路，预期电流是有规则的交流波。

对IEC和UL标准的管状保险丝来说，只指定交流的分断能力测试。直流测试的情况是非常不同的。

交流与直流比较：在交流中，每半个周期会通过零电压位，这将有助于熄灭飞弧。这种情况在直流中就不会出现。

交流分断和直流分断：直流分断等级＜交流分断等级。

保险丝受制于：

高电压(额定电压)；高电流(额定分断能力)。

保险丝有可能会爆炸。

保险丝和电流比率：

最小熔断电流Is：保险丝在长时间负载后，其熔丝刚刚开始熔化的电流值。

熔断系数f：最小熔断电流和额定电流之间的比率(f=Is/In)。

It曲线/特性：熔断时间对电流的函数关系。

比率：IEC的It曲线

最小熔断电流Is被设定为大约1.7倍额定电流In。

比率：UL的It曲线

最小熔断电流Is被设定为大约1.2倍额定电流In。

持续电流：为防止异常分断，要求在连续使用电流和最小熔断电流之间有一个安全的差数，这是因为在实际应用和实验室之间有不同的条件，就比如：

贸易时附加的保险丝盒。

其它电线的横截面/印刷线路板的跟踪尺寸。

保险丝夹子的接触电阻。

温度和电流的波动。

IEC保险丝的持续电流：

最大100%额定电流(=100%In)

UL保险丝的持续电流：

最大75%额定电流(=75%In)

熔化热能值I²t：

绝热的过程：因为熔断的瞬间，能量集中在熔丝专用的范围内，没有热量向外层传输或散发。

I²t值(见产品目录)：

当保险丝因受到脉冲电流而动作时所必需的能量值。

脉冲持续时间达到80mS时，保险丝的I²t=恒定值。

I²t=恒定值(短时间)

例：100mA(FLBC)。I²t=0.003A²s

在25A时，保险丝动作需要多少时间？

t=I²t/I²=0.003/(25)²=4.8uS。

I²t：电流脉冲

由于[绝热的]电流脉冲使熔丝受到压力（温度的和机械的）。在能量和脉冲数量的压力下，它将逐步老化。

疲劳；多次的扩散；氧化。

脉冲承受能力：保险丝能够承受绝热的脉冲电流冲击的总次数，每次冲击之间要有足够的冷却。

脉冲能量占熔化热能值中的%。

烧断的保险丝完整，最少的老化。

I²t：脉冲

温度对保险丝额定值的影响：

熔丝上的温度=环境温度(Ta)+因负载电流而上升的温度(dT)。

环境温度的影响，延时保险丝比快速保险丝要更大。

例1：延时型的高分断能力延时型保险丝。（根据需要的熔断时间而定）

名义应用电流：200mA。

环境温度：80℃；100000次脉冲；

脉冲能量：I²tpulse：0.66A²S。

应选择哪一规格保险丝?

计算：步骤1

UL保险丝，持续负载：75%In；

80℃温度对延时保险丝的影响：78%In。

步骤2：100000次脉冲：脉冲I²t22%，保险丝I²t；

脉冲I²t=0.66A²S；保险丝I²/0.223A²S。

步骤p3(最终)：

找出现在的额定电流等级：

In≥342mA，选择保险丝的额定电流

I²t≥3A²S

保险丝选型相关因素如下：

工作电流；使用电压；周围温度；过载电流及熔断时间；最大有效的故障电流；脉冲；物理尺寸限制，如长度，直径或高度；代理商认证要求，如UL,CSA,VDE,METI,MITIorMilitary。

保险丝选型指南：

一.工作电流：保险丝的额定电流在25℃时，运行上是代表性地降低25%，避免nuisanceblowing。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。

二.使用电压：保险丝的额定电压，要大于或等于有效的电路电压。

三.周围温度：保险丝的电流负载容量测试是在25℃时进行，会因为周围温度的改变而影响。较高的周围温度保险丝运行上较热，而且会缩短保险丝的使用寿命，相反的运行的温度较低，会延长保险丝的使用寿命。正常运行电流趋近或超过保险丝的额定电流时，保险丝的运行温度也会较高。实际经验指出，保险丝在室温应该最后不确定地，假如运行电流不超过保险丝目录上电流的75%。

四.过载电流及熔断时间

电流数在保护上是需要的，故障情况可以详述是因为电流，或是电流及损坏发生前可以承受的故障最长时间。时间-电流曲线应该考虑试着和保险丝的电路需要相匹配，然而要记得的是那些曲线是建立在平均数据的基于上。

五.最大有效的故障电流

保险丝的遮断电流必须大于或接近于电路的故障电流。

六.脉冲

本文用普通的术语『脉冲』来描述波型大略的种类，提到的有电流突波(surgecurrent)、启动电流(start-upcurrents)、涌入电流(inrushcurrents)，以及(transients)。电子脉冲状况能从一种应用到另一种应用做不同的考虑，不同的保险丝结构对脉冲状况不会有相同的反应。

电子脉冲产生的热循环和可能的机械疲劳会影响保险丝的使用寿命，最初始或启动脉冲在一些应用上是正常的状况，需要用到慢(速)断(Slow-Blow)保险丝的特性。慢断保险丝结合了延迟热传导，在设计上他们能够承受正常的启动脉冲，并且提供保护抵抗延续的过载。比较保险丝的时间-电流曲线及I²t时，启动脉冲应该详加说明，应用上的测试建议，要建立设计保险丝能承受脉冲情况的能力。

熔化I²t是熔断保险丝可熔体所需要的一种能量数值，也以安培平方秒(AmpereSquaredSecond,A²Sec.)来表示。熔化I²t和能量表示(在0.008秒或以内，薄膜保险丝是0.001秒或以内)是一种重要性对每一种不同的镕化可熔体是一种常数。因为每种保险丝的型式和电流，以及它的相符合部份的数字，各有不同的镕化可熔体，需要区分每一个的I²t。这I²t的重要性是保险丝本身的一种参数，由可熔体材质和保险丝可熔体的规格来控制。

选择保险丝除了考虑前面讨论到的〝正常工作电流〞(NormalOperatingCurrents)、(Rerating)、和〝周围环境温度〞(AmbientTemperature)的基础以外，也需要应用到I²t贴近设计。熔化I²t对每个保险丝可熔体的设计不仅仅是不变的重要性，也独立于温度和电压。通常保险丝选择的熔化I²t，是应用保险丝在短时间内必须承受大电流脉冲上。

这些高能量电流普偏在许多应用上，用许多不同的术语来描述，比如〝突波电流〞(surgecurrent)、〝启动电流〞(start-upcurrent)、〝涌入电流〞(inrushcurrent)，以及其他类似的间歇电流(transients)通常被分类为脉冲中的普通类。实验室的测试，是引导每个保险丝设计去区分它的熔化I²t等级。在这文章中I²t的重要性，是名义上的而且具代表性的，工厂应该参考假如这参数在设计分析上是重要的。

七.物理尺寸限制

八.认证要求：

1.UL/CSA/ANCE(Mexico)248-14FusesforSupplementaryOvercurrentProtection(600Volts,Maximum)()

(1)ULListed：

UL认证的保险丝符合所有UL/CSA248-14要求的标准，以下是部份要求的内容；UL安培数值的测试是导通在100%、135%、和200%的额定电流，保险丝在负载100%的额定电流时温度必须保持稳定，且不能超过75℃。在额定电流的135%时，保险丝必须在1小时内熔断。额定电流的200%时，0A~30A的保险丝必须在2分钟内熔断，35A~60A必须在4分钟内熔断。

UL认证的保险丝之遮断电流(interruptingrating)在AC125V最小是10,000A，在250V的认证如同125V是10,000A，至少在250V最小的数值(values)如下表：

UL承认(TheRecognizedComponentProgramofUL)与UL认证(ULListed)是不同的，UL承认是依据保险丝制造商的需求来测试保险丝的规格，如果保险丝是设计在特殊用途上的，其测试内容可以和UL认证的要求不同。保险丝在应用的认可上，是需要有UL承认。

2.UL275AutomotiveGlassTubeFuses(32Volts)

3.InternationalElectrotechnicalCommission(IEC)

※Publication60127,Parts1,2,3,4,6

自从IEC只有写规格而不做认证工作以后，IEC组织的性质与UL和CSA就不一样了，UL和CSA写规格并且负责做测试与认证工作。

认证IEC的规格是由一些组织核发的，如SEMKO(SwedishInstituteofTestingandApprovalsofElectricalEquipment)和BSI(BritishStandardsInstitute,aswellasULandCSA)。

IECpublication60127定义了3种熔断容量等级(breakingcapacitylevels)(遮断电流)：

(1)Lowbreakingcapacityfuses：必须通过承受35A或10倍额定电流测试。

(2)Enhancedbreakingcapacityfuses：必须通过承受150A的电流测试。

(3)Highbreakingcapacityfuses：必须通过承受1,500A的电流测试。

(4)※60127Part2：

(5)Sheet1:TypeFQuickActing,HighBreakingCapacity

(6)Sheet2:TypeFQuickActing,LowBreakingCapacity

(7)Sheet3:TypeTTimeLag,LowBreakingCapacity

(8)Sheet4:StyleFuses1/4╳11/4

(9)Sheet5:TypeTTimeLag,HighBreakingCapacity

(10)Sheet6:TypeTTimeLag,EnhanceBreakingCapacity

(11)字母“F”和“T”代表时间-电流特性的快速(fast-acting)和慢速(timedelay)保险丝。

(12)4.UL/CSA/ANCE(Mexico)248-14(UL/CSA/ANCE(Mexico)248-14,)Ⓑ

(*)说明：IEC规格只写到6.3A(8A和10A很快就会加进去)，任何高过这些电流的部份IEC不承认(虽然这些保险丝可能有那些断路特性)

IEC也有要求在275%、400%和1000%，无论如何，上表用来显示虽然是相同的安培数，但依不同的规格制造彼此是不能交换的。根据IEC60127标准，1A的保险丝可以负载1A。根据UL/CSA/ANCE248-14制造的1A保险丝，不应该运行超过0.75A(降低25%，详Rerating)。

METIⒷ只包含一种特性，例如在其他的运作替换型式上是没有延迟的定义。

5.PublicationIEC60127-4(UniversalModularFuse-Links﹝UMF﹞)

IEC60127部份包含PCB穿孔(through-hole)和表面黏着(surfacemount)保险丝，这标准包括的保险丝之额定电压为32V,63V,125V和250V，这标准将被UL/CSA接受作为第一个全球的保险丝标准。这规格与IEC60127-2比起来使用了不同的保险丝门坎(gates)，在这里用的门坎是125%,200%和1000%。

在额定电流的125%时，保险丝熔断时间不得低于1小时；在额定电流的200%时，保险丝在2分钟内熔断；1000%的超载是用来维持保险丝的特性。

每个等级的反应时间如下表：

这些特性和IEC60127-1使用的术语有相互关系，熔断容量(breakingcapacity)(interruptingrating)基于电压数值而不同。额定电压是32V63V的部份必须通过35A或10倍额定电流之最大者的测试，额定电压是125V的部份必须通过50A或10倍额定电流之最大者的测试，额定电压是250V的部份进一步定义是低(low)、中间的(intermediate)或高(high)熔断容量。

(1)lowbreakingcapacityfuses：必须通过100A或10倍额定电流的测试。

(2)intermediatebreakingcapacityfuses：必须通过500A的电流测试。

(3)highbreakingcapacityfuses：必须通过1500A的电流测试。

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