電路設(shè)計(jì)：正確選擇合適的熔絲

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(shí)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(shí)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(jì)中扮演著最不起眼的角色：人們通常都是在完成設(shè)計(jì)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(jì)的早期階段就必須開始考慮電路設(shè)計(jì)與選擇合適的保護(hù)器件之間的關(guān)系，并且在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中都要仔細(xì)處理這一問題。

因此，設(shè)計(jì)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(gè)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(jì)者必須在設(shè)計(jì)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(gè)設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(gè)額定電流為2A規(guī)格為5mm×20mm的延時(shí)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(shí)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(shí)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。

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(shí)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(xiǎn)介質(zhì)決定了可承受的斷路容量極限值。