貼片式微型保險絲

一、概述
　　保險絲是借助可熔性金屬體內流過電流的焦耳熱使自身熔斷從而切斷電路來保護電路的。19世紀后半葉，保險絲隨著以電燈為首的各種電氣設備的發明應運而生，此后，保險絲的結構形式基本沒有改變，并一直延續至今。

　　我們經常看到的是諸如玻璃管式保險絲和汽車中的片型保險絲等。作為電子設備的保護元件，玻璃管式保險絲被長期使用，但由于它的體積大、易破碎、無法實現自動化安裝等缺點，因此，業界對微型保險絲需求的呼聲越來越高。

　　傳統的保險絲一般是以保護電源輸入部分為主要目的。如今情況發生了一些變化，保險絲派生出了許多新的用途，如設備內部印制板和IC等的保護、輸入輸出電路的保護等，這也使微型保險絲的使用量逐年增加。目前，市售的微型保險絲從引線型到1005尺碼規格各種形狀型號多不勝數。

二、關于微型保險絲
　　1．規格
　　大多數微型保險絲都取得了美國國家安全規格的UL248-14認證，這種規格規定了下述這些內容：
　　①通電容量：按額定電流通電1小時不熔斷。
　　②溫度上升：按額定電流通電時的溫度上升＜75℃。
　　③熔斷試驗：在通以2倍額定電流情況下，1分鐘之內熔斷。
　　④斷路容量：加上額定斷路容量時，不會連續地產生飛弧或引燃。

　2．形狀與結構
　　微型保險絲的形狀有引線型和片型之分，如果按保險絲元件的結構來分的話，又可以分為線形和薄膜形。圖1為日本松尾電機公司生產的微型保險絲的外形和結構。表1所示為它們的特性和額定值。表中斷路特性一欄“24V/50A”的含義是：即使加在電路上的 大電壓為24V，并使電路短路時流過的 大電流為50A，保險絲仍然能夠確保使用上的安全。如果超過“24V/50A”，則有可能產生連續的飛弧而無法切斷電路，或者還會引起外殼破裂。
　　①JAD型：3216，線形具有優良的耐脈沖電流特性，適用于沖擊電流較大的電路中。
　　②KAB型：2012/1608，薄膜形體積小、額定電流范圍寬，是便攜式電子設備中 理想的保險絲。
　　③KAC型：1005，薄膜形超小型，具有優良的耐脈沖電流特性。

三、使用方法
　　在實際使用場合，僅僅依據UL規格條款來選定保險絲是遠遠不夠的。

　　1．在選擇時必須考慮的幾個問題
　　在了解了所使用電路的參數基礎上，按下面幾個方面來選定保險絲：常態電流、熔斷電流（希望使之熔斷的電流和時間）、開路電壓、短路電流、沖擊電流（沒有被切斷的電流、時間和次數）、環境溫度。

　　①常態電流：首先我們必須知道，在所使用的電路中流經保險絲的常態電流大小。通常情況下我們要預先設定一個減額量，然后按下面的原則來進行選擇：即常態電流必須小于額定電流與減額系數的乘積。
　　②熔斷電流：按照UL規格的規定，保險絲應在額定電流2倍的情況下快速熔斷。但在大多數情況下，為了確保可靠地熔斷，我們推薦熔斷電流應大于額定電流的2.5倍。另外熔斷時間是重要的話，還必須參考廠商提供的熔斷特性圖來作出判斷。
　　③開路電壓：開路電壓一般應選定為小于額定電壓。例如將額定電壓為DC24V的保險絲用于AC100V的電路中時，有可能引燃保險絲或使保險絲破裂。
　　④短路電流：我們把電路短路時流過的 大電流值稱之為短路電流。對于各種保險絲來說，額定斷路容量是有規定的，我們在選擇保險絲時必須注意不要使短路電流超過額定斷路容量。如果選擇了斷路容量小的保險絲，則有可能使保險絲破裂或者引發火災。
　　⑤沖擊電流：觀測沖擊電流的波形（脈沖電流波形），用I2t值（焦耳積分值）來計算它的能量。沖擊電流的大小和次數不同，對保險絲造成的影響也是不同的。沖擊電流的I2t值與單脈沖的熔斷I2t值之比決定了保險絲耐沖擊電流的次數。

　　2．具體的選擇方法
　　下面所列為參照圖2的波形和參數值來選定保險絲時的一個實例。
　　①常態電流：對于常態電流為1.2A，使用減額系數為75%的保險絲時，我們必須選擇額定電流大于1.2A÷0.75=1.6A的保險絲。
　　②熔斷電流：為了確保熔斷電流大于額定電流的2.5倍，我們必須選擇小于5A÷2.5=2A額定電流值的保險絲。綜合①與②兩點，我們應該把1.6～2.0A保險絲作為選擇對象,從耐脈沖性能好這點出發,應選定2.0A的較為有利。
　　③開路電壓和短路電流：選擇額定電壓大于12V、短路斷路容量大于25A的保險絲，JAD型、KAB型和KAC型都符合使用條件。
　　④沖擊電流：計算沖擊電流的I2t值（焦耳積分值）。沖擊電流為三角波時可以按下式計算：
　　1/3×102×0.001≈0.033A2s
　　通過廠商提供的焦耳積分值－時間特性圖，我們可以查閱到1ms時的I2t值，這是一個在單脈沖情況下熔斷的I2t值。對于　　松尾電機公司生產的微型保險絲而言，1ms時的I2t值為：
　　JAD型2.0產品:0.23 A2s
　　KAB型2.0產品:0.06 A2s
　　由此可計算出同沖擊電流I2t值的比分別為：
　　JAD型:0.033/0.23≈14%
　　KAB型:0.033/0.06≈55%
　　根據廠商提供的I2t比值和耐脈沖次數數據可以查閱到耐脈沖的次數。對松尾電機公司生產的微型保險絲而言，I2t比值為14%時耐脈沖沖擊的次數大于10萬次；而當I2t比值為55%時耐脈沖沖擊的次數不大于100次。
由此可見，選用JAD型2A保險絲是 為理想的。

　　3．其他需要注意的問題
　　在實際使用中，微型保險絲對安裝條件、耐化學性能、耐超聲波清洗性能等各方面有什么特殊的要求和問題，必須事先通過廠商進行確認。
　　微型保險絲同貼片電阻和貼片電容等普通的電子元器件不同，由于生產廠家的差異，其規格有較大的差別，另外實際安裝時對印制板的散熱和配線散熱都會帶來一定的影響，因此對微型保險絲的選定是否確當， 終還是應由產品的狀態來予以認定。

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