中心議題：

• 熔絲電路工作條件
• 熔絲額定電流和環(huán)境溫度
• 熔絲時間-電流特性

解決方案：

• 熔絲也會隨溫度的變化而降低額定值
• 較高的環(huán)境溫度會影響器件廠商的規(guī)定時間與電流特性之間的關(guān)系
• 有感性負(fù)載的電路中（電感低于0.9pF）使用斷路容量較高的熔絲

一般而言，電路保護(hù)器件通常在電路設(shè)計中扮演著最不起眼的角色：人們通常都是在完成設(shè)計之后才想起它們，而且對其瑣碎的電氣特征不勝其煩。但是，我們目前在電路設(shè)計的早期階段就必須開始考慮電路設(shè)計與選擇合適的保護(hù)器件之間的關(guān)系，并且在整個設(shè)計過程中都要仔細(xì)處理這一問題。

因此，設(shè)計者不但要了解各種類型的器件，精通這些器件所具備的不同功能，并且要能夠選擇出最適合于某個應(yīng)用的器件。選擇合適的熔絲要確保不影響正常的設(shè)備功能，降低設(shè)備失效而導(dǎo)致的昂貴維護(hù)開銷。電路熔絲能夠保護(hù)設(shè)備的安全，更重要的是，保護(hù)用戶的安全。

設(shè)計者必須在設(shè)計的早期階段仔細(xì)考慮如何選擇合適的熔絲，并且要在整個設(shè)計過程中處理好這一問題。

電路工作條件

要想選擇合適的熔絲，我們首先必須搞清楚熔絲所供電和保護(hù)的電路的本質(zhì)特征。必須定義好一些基本的工作參數(shù)，例如最大穩(wěn)態(tài)電壓、電流值和環(huán)境溫度等。此外，我們還有必要掌握可能出現(xiàn)的浪涌電流的峰值以及持續(xù)時間/波形。

額定電流和環(huán)境溫度

與大多數(shù)電子元件一樣，熔絲也會隨溫度的變化而降低額定值。例如，原本在室溫下只需使用1A大小延時熔絲的電路，在60℃下必須使用1.25A大小的熔絲，以保證電路能夠在較高溫度下正常工作（如圖1所示）。
                                 
                         圖1圖中的下降曲線是中等延時型（T）和快速響應(yīng)型（F）熔絲的普通曲線

對于每種熔絲要參考制造商提供的產(chǎn)品詳細(xì)曲線說明。值得注意的是，熔絲本身有電阻，因此會產(chǎn)生電壓降和功耗。時滯型熔絲相比同樣額定值的快速響應(yīng)熔絲通常具有較低的電壓降和功耗。

例如，一個額定電流為2A規(guī)格為5mm×20mm的延時型熔絲一般具有60mV的電壓降，但是快速響應(yīng)型熔絲的電壓降達(dá)到了90mV。這是由于時滯型熔絲具有較厚的熔絲線直徑，從而導(dǎo)致在熔化熔絲時需要更高的I2t值（即功耗）。此外，這種熔絲是鍍錫的。這意味著在正常工作狀態(tài)下，快速響應(yīng)型熔絲在斷開前將會被加熱到較高的溫度。
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熔絲位置

熔絲在電路中的位置也是防止不必要熱量積聚的重要因素。熔絲周圍其他器件的類型及其與熔絲的靠近程度都會影響局部溫度。

較高的溫度會影響器件廠商的規(guī)定時間與電流特性之間的關(guān)系。注意，某些會直接使熔絲退熱的方法，例如增大焊料盤、散熱器、風(fēng)扇等，都可能改變其原本的性能參數(shù)特性。

斷路容量

斷路容量是指熔絲可以安全熔斷的最大故障電流。如果在故障電流超過斷路容量的情況下使用熔絲，就會引起電路起火或者更極端的爆炸后果。

例如，不能將一種斷路容量為35A的熔絲用于電源電流最壞超過35A的場合，但是對于故障電流不超過35A的場合卻能夠起到充分的電路保護(hù)作用。根據(jù)預(yù)定的參數(shù)，保險介質(zhì)決定了可承受的斷路容量極限值。

根據(jù)一般經(jīng)驗(yàn)，在帶有感性負(fù)載的電路中（電感低于0.9pF）最好使用斷路容量較高的熔絲，而在只有電阻/電容性負(fù)載的電路中一般使用低斷路容量的熔絲就足夠了。

設(shè)備的實(shí)際功率因數(shù)會影響器件廠商標(biāo)稱的額定值。某些廠商還另外提供了不同功率因數(shù)下的斷路容量額定值，以進(jìn)一步幫助用戶構(gòu)建合適的產(chǎn)品。

時間-電流特性

在某些應(yīng)用中，當(dāng)電路達(dá)到某一極限時熔絲就會熔斷，這種需求是很容易理解的。例如，靈敏半導(dǎo)體電路通常需要能夠在極短時間內(nèi)熔斷的快速響應(yīng)型熔絲，而具有較大啟動電流的設(shè)備則需要采用延時型熔絲，以防止不必要的停機(jī)問題。

在兩種類型的熔絲都可以使用的情況下，我們最好再回過頭來分析一下環(huán)境溫度的影響，然后再做決定。注意，延時型熔絲一般比快速響應(yīng)型熔絲具有較低的電壓降，因此也具有較低的功耗。適度過電流下(1<2.5In)的熔斷時間也幾乎是這種情況（參見圖2）。在較大過電流下（1=10.0In），延時型熔絲比快速響應(yīng)型熔絲具有更長的熔斷時間。
                              
                      圖2在適度大小的過電流下快速響應(yīng)型和延時型熔絲基本上具有相同的熔斷時間

計算熔斷能量

I2t是衡量熔絲熔斷所需能量的一個指標(biāo)。熔絲熔斷所需的近似時間長度可以用器件廠商所給的I2t值除以預(yù)期故障電流的平方得到。

例如，對于I2t=4.5A2s的熔絲，預(yù)期故障電流是13A，那么：

ttyp=I2t/I2=4.5A2s/(1.25A×10)2=28.8ms

反過來，如果已知預(yù)期故障電流并且確定了希望熔絲熔斷的時間，那么就可以算出所需熔絲的I2t值。一旦得出I2t值，就很容易根據(jù)某種熔絲的性能指標(biāo)判斷其是否能夠滿足用戶的需求。

備選產(chǎn)品類型

IEC標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了各種設(shè)備所用微型熔絲的不同尺寸和封裝類型，包括5mm×20mm的筒型熔絲到1206SMD型。不同的端接頭包括抽頭式、通孔式和SMD式，器件包裝有散裝的或者帶盤式包裝的，通常用于芯片熔絲。

IEC標(biāo)準(zhǔn)和UL標(biāo)準(zhǔn)之間有一些獨(dú)特的差異，用戶在選擇熔絲時必須根據(jù)國內(nèi)或國外市場考慮其是否兼容這兩種標(biāo)準(zhǔn)。雖然看起來似乎都是1A的熔絲，但是UL標(biāo)準(zhǔn)和IEC標(biāo)準(zhǔn)的熔絲可能無法互換使用。它們的時間電流特性是不同的，當(dāng)工作在1A電流下時UL標(biāo)準(zhǔn)的熔絲可能熔斷，而按照IEC標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的熔絲卻根本不會在1A下熔斷，可能要選擇2A大小的熔絲。

進(jìn)行最后的選擇

當(dāng)確定熔絲的額定電壓和電流、斷路容量、時間-電流特性和I2t值，并且確定了所需的包裝類型之后，那么我們就可以最終判斷候選的熔絲是否滿足設(shè)計要求。如果要將熔絲安裝在保險絲盒中，那么還必須判斷保險絲盒與熔絲的功耗限制情況。
選擇合適的保險絲盒

有些熔絲需要安裝在保險絲盒內(nèi)以便于更換。保險絲盒還具有其他一些重要的電氣特性：接觸電阻和最大的可容許熔絲功耗。

值得注意的是，保險絲盒與熔絲一樣在較高溫度下會降低額定值。保險絲盒有多種可選樣式，有的可以安裝在設(shè)備面板上，其中的熔絲需要用戶來更換，也有夾片式或模塊式，可以安裝在機(jī)架上或設(shè)備內(nèi)部的PCB上。

這兩種類型的保險絲盒都有快速連接接頭或者PCB接頭，PCB類型有通孔式或SMD連接式。PCB保險絲盒的類型有垂直式或水平式安裝，便于用戶靈活設(shè)計機(jī)殼。某些類型甚至已經(jīng)預(yù)裝好了熔絲，從而加快系統(tǒng)裝配速度，降低安裝成本。