《电路保护》PPT课件.ppt

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1、电 路 保 护,什么是保险丝?它是如何工作的?IEC 和 UL 的区别如何选择保险丝?名词术语的理解 额定电流，额定电压，等等.,介绍 CCEE这次会议的目的:,引言,防止人身的伤害防止着火或设备损坏,电 路 保 护,什么是保险丝?,引言,电 路 保 护,标 准,电子保险丝,电 路 保 护,定义.测试说明/设置(实验室).产品尺寸.产品性能规定.环境温度范围.参考的其他标准/规格.,标准:目录,电子保险丝,电 路 保 护,MIL 可焊性.振动/冲击.盐雾.温度/湿度规格.,标准:参考,电子保险丝,电 路 保 护,标准:保险丝,汽车的 电子的 电力的,ATO MIDI CARTR.LT5(PIC

2、O)(SMD)MIDGET BLS JTD,SAE J 1284 IEC127 UL248/198G LF UL248/198G UL248198C 等等.等等.等等.,电子保险丝,电 路 保 护,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),标准:电子类的,电子保险丝,电 路 保 护,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

3、范保险丝的测试的探究.,标准:UL 列名 和 认可,电子保险丝,电 路 保 护,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,标准:UMF,电子保险丝,电 路 保 护,保险丝标准 完,电子保险丝,电 路 保 护,基本熔丝学,电子保险丝,电 路 保 护,额定电流 In 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.,术 语,电子保险丝,电 路 保 护,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.

4、-保险丝上标有 F.,术 语,电子保险丝,电 路 保 护,基础:构造,金属镀复的末端,基体,熔丝,Sn锡球,壳体,熔丝,金属端帽,Sn 锡球/镀层,锡/铅,锡/铅,Sn 锡球,电子保险丝,电 路 保 护,基础:温度剖析,温度(C),负载电流时的温度,PCB Sn 锡球 PCB,电子保险丝,In,I In,熔点,电 路 保 护,t=0 固体,t=1 液体,固体 和 液体,基础:快速保险丝熔断过程,电子保险丝,电 路 保 护,t=1 分离,t=3 飞弧加剧,继续灼烧后面，,飞弧熄灭 保险丝断开,t=2 开始飞弧和灼烧后面的熔丝,基础:快速保险丝熔断过程,电子保险丝,电 路 保 护,熔断过程中熔丝温

5、度(C),t0 t1 t2 t3,20,5000,相应的时间,t1-t3 t0-t1,基础:快速保险丝熔断过程,电子保险丝,1000,电 路 保 护,基础:延时保险丝熔断过程,t=0 熔丝和锡球都是固体,t=1 熔丝=固体,锡球=液体 扩散过程开始,t=2 液体合金(熔丝+锡球),熔丝=液体,锡球=液体,混合部=固体 和 液体 扩散过程在进行中,电子保险丝,电 路 保 护,t=2 分离,t=3 飞弧加剧,继续灼烧后面熔丝,飞弧熄灭 保险丝断开,开始飞弧 和 灼烧后面的熔丝,基础:延时保险丝熔断过程,电子保险丝,电 路 保 护,熔断过程中熔丝温度(C),相应的时间,t0 t1 t2 t3,600

6、 20,5000,t2 t3 t0-t2,基础:延时保险丝熔断过程,电子保险丝,电 路 保 护,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 150-170C 时开始.慢熔断保险丝的熔丝不应长时间工作在150C 以上，以防止老化.,基础:延时保险丝熔断过程,电子保险丝,电 路 保 护,虽然没有锡球/镀复，快速动作保险丝不允许长时间在 175-225C 以上使用.-熔丝材料的氧化.-材料性质的改变.,基础:快速保险丝熔断过程,电子保险丝,电 路 保 护,基本熔丝学 完,电子保险丝,电 路 保 护,保险丝分断能力等

7、级,电子保险丝,电 路 保 护,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.,术 语,电子保险丝,电 路 保 护,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,术 语,电子保险丝,电 路 保 护,分断等级举例:-35 A/10*In 250V 管状.-150 A 250V 管状.-1500 A 250V 管状.-10kA 125V 管状.-10kA 电工类产品注:保险丝系列还有更

8、多的分断等级.例如 UL 系列 10kA/125Vac 和 35A/250Vac.,术 语,电子保险丝,电 路 保 护,限制电流:预期电流,电路中没有保险丝,电路中有保险丝,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。,电子保险丝,电 路 保 护,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.,Ir:IEC/UL,电子保险丝,电 路 保 护,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。,电子保险丝,电 路 保 护,直流试验是非常严格的直流分断等级 交流分断等级,交流分

9、断和直流分断,电子保险丝,电 路 保 护,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.,电子保险丝,电 路 保 护,保险丝的额定分断完,电子保险丝,电 路 保 护,保险丝和电流比率,电子保险丝,电 路 保 护,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.,术 语,电子保险丝,电 路 保 护,比率:IEC 的 It 曲线,电子保险丝,电 路 保 护,最小熔断电流 Is 被设定为大约 1.7 倍额定电流 In.,定量:IEC

10、 的 It 曲线,电子保险丝,电 路 保 护,比率:UL 的 It 曲线,电子保险丝,电 路 保 护,最小熔断电流 Is 被设定为大约 1.2 倍额定电流 In.,定量:UL 的 It 曲线,电子保险丝,电 路 保 护,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.,Ratio:持续电流,电子保险丝,电 路 保 护,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

11、 75%额定电流(=75%In),Ratio:持续电流,电子保险丝,电 路 保 护,保险丝和电流比率 完,电子保险丝,电 路 保 护,熔化热能值 It,电子保险丝,电 路 保 护,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.,术 语,电子保险丝,电 路 保 护,It 值(见产品目录):,术 语,电子保险丝,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 It=恒定值,电 路 保 护,It=恒定值(短时间)例:100mA(F LBC).It=0.003As在25A时，保险丝动作需要多少时间?t=It/I=0.003

12、/(25)=4.8uS,I2t:计算熔断时间,电子保险丝,电 路 保 护,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.,It:电流脉冲,电子保险丝,电 路 保 护,脉冲承受能力:,It:脉冲承受能力,电子保险丝,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.,电 路 保 护,It:脉冲承受能力,电子保险丝,电 路 保 护,It:脉冲,电子保险丝,电 路 保 护,熔化热能值完,time,current,time,current,电子

13、保险丝,电 路 保 护,温度对保险丝额定值的影响,电子保险丝,电 路 保 护,熔丝上的温度,=,环境温度(Ta),+,因负载电流而上升的温度(dT),温度对保险丝额定值的影响.,电子保险丝,电 路 保 护,温度对保险丝额定值的影响.,200-800C,快速保险丝,延时保险丝(例如.232C),Ta,dT,dT,温度(C),环境温度的影响，延时保险丝比快速保险丝要更大.,dT=因复载电流而上升的温度Ta=环境温度,电子保险丝,电 路 保 护,温度对保险丝额定值的影响.,电子保险丝,电 路 保 护,温度对保险丝额定值的影响.完,电子保险丝,电 路 保 护,应用计算,电子保险丝,电 路 保 护,延时

14、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:80C100000 次脉冲脉冲能量：It pulse:0.66AS 应选择哪一规格保险丝?,举例 1,电子保险丝,电 路 保 护,UL 保险丝 持续负载:75%In80C温度对延时保险丝的影响:78%In,计算:步骤 1,电子保险丝,电 路 保 护,计算:步骤 1,UL 保险丝的持续负载:75%In 80C温度对延时保险丝的影响:78%In,电子保险丝,电 路 保 护,100000 次脉冲:脉冲 It 0.66/0.22 3AS,计算:步骤 2,电子保险丝,电 路 保 护,找出现在的额定电流等级:In=3

15、42mA 选择保险丝的额定电流 It=3AS 额定电流 I2t In=700 Ma 300mA 0.63 400mA 1.53 I2t=4.23 A2s 500mA 2.04 600mA 2.40 700mA 4.23 800mA 7.77,计算:步骤p 3(最终),电子保险丝,电 路 保 护,上例中如果改用延时型 IEC 规格的低分断能力保险丝来替代 UL 规格的保险丝。应选择哪一个额定值?,举例 2,电子保险丝,电 路 保 护,IEC 保险丝的持续电流:100%In80C温度对延时保险丝的影响:78%In,计算:步骤 1,电子保险丝,电 路 保 护,计算:步骤 1,IEC 保险丝的持续负载

16、:100%In 80C温度对延时保险丝的影响:78%In,电子保险丝,电 路 保 护,100000 次脉冲:脉冲 It 0.66/0.22 3AS,计算:步骤 2,电子保险丝,电 路 保 护,找出现在的额定电流等级:In=256mA 选择保险丝的额定电流 It=3AS 额定电流 I2t In=630 Ma 250mA 0.55 315mA 1.14 I2t=4.80 A2s 400mA 1.35 500mA 2.90 630mA 4.80 800mA 9.42,计算:步骤 3(最终),电子保险丝,电 路 保 护,上例中如果改用快速动作的 IEC 规格低分断能力保险丝来替代 UL 规格的保险丝。

17、应选择哪一个额定值?,举例 3,电子保险丝,电 路 保 护,IEC 保险丝的持续电流:100%In80C 温度对快速动作保险丝的影响:95%In,计算:步骤 1,电子保险丝,电 路 保 护,计算:步骤 1,IEC 保险丝的持续电流:100%In80C 温度对快速动作保险丝的影响:95%In,电子保险丝,电 路 保 护,100000 次脉冲:脉冲 It 保险丝 It 0.66/0.22 3AS,计算:步骤 2,电子保险丝,电 路 保 护,找出现在的额定电流等级:In=210mA 选择保险丝的额定电流 It=3AS 额定电流 I2t In=1.6 mA 250mA 0.04 400mA 0.13 I2t=4.74 A2s 630mA 0.42 1 A 1.07 1.25 A 2.29 1.6 A 4.74 2 A 5.88,计算:步骤 3(最终),电子保险丝,电 路 保 护,应用计算 完,电子保险丝,