熔断器基础知识培训课件

熔断器-保险丝基础知识熔断器-保险丝基础知识1I小型熔断器基本知识一：小型熔断器的发展历史19世纪80年代,爱迪生申请了第一个在电路中相当于安全阀门的保险丝专利,开启了熔断器发展的历史保险丝应用日益广泛,产生了众多的设计,各行各业对保险丝有不同要求,由此产生了依：外形、尺寸、安装形、/材料、结构、规格、特性、应用等各不相同的熔断器品种。小型熔断器的发展经历了四次革命性的创新里程.世界各国行业发展和环境条件的差异,又产生了熔断器在不同使用地区的许多差异。主要反映在管状电子类小型熔断器产品上的这些差异，逐渐形成了北美和欧洲两大主要体系.IEC60127-4通用模件熔断体试图把两大体系合而为一,迈出了第一步.中国熔断器行业起步于1950年代,开始全部照搬当时的苏联,品种少、结构陈旧、试验方法落后;70年代末,彩电国产化工作推进了小型熔断器行业的发展,彩电配套的延时熔断器开始向国际标准靠拢.中国第一个小型熔断器国家标准GB9364.-88等效采用了IEC60127的相应部分,修定后的GB9364-97和最近制定的GB9364.4则也等同采用了IEC60127的相应部分,但该标准的第5,9,10部分至今还没有制定.I小型熔断器基本知识一：小型熔断器的发展历史2二：小型熔断器的四代产品1.传统管状熔断体(MiniatureCartridgefuse)

2.微型熔断器(Micro/Subminiaturefuse)3.表面贴装熔断体(Surfacemountfuse)4.多层独石表面贴装熔断体(SolidMatrixchipfuse)二：小型熔断器的四代产品31.管状熔断体1.1传统管状熔断体：由金属熔体加管状外壳组成,品种非常丰富需要用熔断器夹/座/盒/套等连接到电路中(现已发展有带引线的)1.1按材质分有玻璃管、增强玻璃、陶瓷管体1.2按熔断时间分：特快速、快速、中速、延时、长延时等1.3按熔断能力分：高分断、增强分断、低分断等1.4常用尺寸:3.6x10,4.5x15,5.2x20,6.3x32,10x38…1.5常用规格:32mA~16A/125~350V(10x38的可达30A/~600V)1.6应用领域:仪器仪表,家用电器,开关电源,建筑电器,视听设备,照明电器,工业控制,医疗电器……1.管状熔断体1.1传统管状熔断体：由金属熔体加管状外壳41.2车用熔断器(Automotive)1.2.1车用熔断器也是从管状演变和发展而来的,至今上有部分摩托车/电动车等还用玻璃管的1.2.2当今大部分安装在汽车电器盒内的熔断器大都是片式或条式的,一般每车用量在30-50个(片式35条式15)1.2.3汽车熔断器都是应用在大电流(片式0.5~50A、条式（40~300A)和低电压(片式32V/条式80~125V)的条件下的1.2车用熔断器(Automotive)1.2.1车用熔断52.微型熔断器20世纪5-60年代的换代产品,跟随小型化的发展,打破了传统结构形式,用引脚焊接到电路板上.2.1轴向引线的晶体管式:-6.5x6(金属/玻璃外壳)-8.5x8(圆形塑料外壳)-8X6x4(方形塑料外壳)0.5~10A/63~250V2.2径向引线的电阻式:-2x7(环氧包封)快/慢断-3x10(塑料外壳)快/慢断0.5~10A/63V~250V2.3应用领域：广泛应用于结构紧凑的小电器,电源变换器/充电器,通讯设备等

2.微型熔断器20世纪5-60年代的换代产品63.表面贴装熔断体20世纪8-90年代的新一代产品,在基体表面覆盖熔体,体积进一步缩小,功耗少,特别适宜PCB板上的电路保护用,很快得到推广应用并发展到很多品种3.1主要品种:3.1.1按结构分薄膜式-1206、0603、0402方管式-2.7x2.7x6、3x3x103.1.2按熔断时间分快熔断慢熔断,3.1.3按材质分:聚合体陶瓷体基板3.2应用领域:电脑周边、网络周边、主机板、手机、数码像机、携带式电子产品（MP3、MP4、PDA、P-DVD、游戏机）、GPS、SET-BOX、POS等数码或终端电子产品,以及对体积要求较小的电池保护板、电源转换器、适配器、逆变器等3.表面贴装熔断体20世纪8-90年代的新一74.多层独石表面贴装熔断体21世纪革命性新产品,完全改变了薄膜式表面安装熔断器的结构、工艺和传统的工作原理,熔体深入基体内部并与基体材料烧结成坚实的一体,并可做成多层熔体,大大提高熔断器灭弧性能、可靠性和额定值,已逐步得到市场认同,前景看好4.1主要规格尺寸与薄膜式相同4.2快/慢断,电流规格可做得更大4.3应用领域：特别适用于电脑周边、网络周边、主机板、手机、数码像机、携带式电子产品（MP3、MP4、PDA、P-DVD、游戏机）、GPS、SET-BOX、POS等数码或终端电子产品,以及对体积要求较小的电池保护板、电源转换器、适配器、逆变器等4.多层独石表面贴装熔断体21世纪革命性新产8三.小型熔断器的认证1.小型熔断器作为一个安全元件,在生产/销售/使用时必须经过权威机构的安全认证(安规认证).由于小型熔断器发展的两大主要规格体系(北美和欧洲),其安全认证也分为美规和欧规两大体系.2.美规认证以美国UL/加拿大CSA为主,产品通过UL/CSA颁布标准的试验可得到列名,生产厂以自送标准经UL/CSA确认并通过试验的也可以获得UL/CSA的认可,这两种认证都得到北美各国和全球广泛的认同.3.欧规认证以国际IEC标准为基本要求,由欧洲各工业国用各自国家标准通过试验即能获得该国认证,主要有VDE(德)/SEMKO(瑞)/BSI(英)/FEMKO(芬)……还可以通过CB试验报告来取得其他国家的认证

4.中国的标准接轨IEC体系,所以CCC认证也属于欧规体系,同样可以利用CB证书来转换其他认证.

中国小型熔断器国家标准GB9364第一个小型熔断器国家标准GB9364.-88等效采用了IEC60127的相应部分,修定后的GB9364-97和最近制定的GB9364.4则等同采用了IEC60127的相应部分三.小型熔断器的认证1.小型熔断器作为一个安全元9四.小型熔断器的主要应用领域1仪器仪表/工业控制/试验测量/电机等各种电器中2各类家用电器/视听设备/厨卫电器/小家电中3住宅供电系统/配电板/插头开关/接线装置中4PC机/笔记本/各种电脑周边或外围设备和便携式电子产品5电子通信/交换机/终端机/机站及相关产品中6网络设备/接入分配及网络周边设备或附件中7交通设施/交通工具/各种车船及车载电子电器设备中8金融系统包括银行证券设备/存取款及刷卡装置等9商业系统包括各类服务行业的计算器/收银机等设备10电子游戏/电子玩具等娱乐设施及附件中11各种类型的电源器/变换器/冲放电器等12医疗设备/军工设备/高科技含量等的各种设备中四.小型熔断器的主要应用领域10五.过电流保护的多种产品小型熔断器大量应用于各类电子电气产品中,是当前应用最普遍和广泛的过电流保护元件;当PPTC/CPTC等类热敏电阻产品问世以来,有相当一部分电路的过流保护改用可恢复并重复使用的PTC元件,但由于其反应慢/电阻大等缺陷很多地方不能用;一部分设计人员对保护要求不高的应用场合,选用一些带有保护功能的电阻—保险电阻来作过流保护;也有部分温度熔断器兼有过电流保护的功能,被用来同时保护过温和过流,但其过流保护的性能会略差;在一部分较大电流容量的电路中,也有用断路器来作过流保护的;还有部分功能完整的IC器件被设计成附带有一些对自身的保护功能,这些电路的IC保护就不再另外使用熔断器了;如Sony设计的安全控制保护器(SCP)等的新型电路保护元件的发展,有可能改变小型熔断器的应用和发展;一些低档产品中为了降低成本,省略了任何保护元件;五.过电流保护的多种产品小型熔断器大量应用于各类电子电气产品11六.小型熔断器的发展趋势1.随着电子产品发展的多样化和新型化,对电路也提出许多新的保护要求,由此会陆续出现许多新型的或具有新颖保护功能的熔断器品种;例如特快动作、特强耐脉冲能力、微小额定电流、更大额定电流、耐高电压的、特小体积的等等2.由于电子工业的不断发展,特别是微电子和数字电子的发展,对电路保护提出许多新的课题,例如静电保护、雷击保护、电磁干扰保护等等.小型熔断器的发展也更加要求微型化、表面贴装、无铅化、多功能或多回路的集成化等等3.不少熔断器制造企业陆续跨出单纯过流保护元件的领域,也同时涉足其他类别的电路保护元件或器件,逐步形成整套保护方案的设计和产品研发,这种发展将会导致兼有过流过压保护的元件以及电路保护模块等新产品的问世.4.有部分熔断器制造企业正在准备开发带有智能功能的电路保护元件或电路保护模块,从而开创小型熔断器更新换代的新纪元.熔断器基础知识培训ppt课件12七.小型熔断器的环保要求1.工业发展对环境产生了破坏,反过来人类对自然与社会的认识进步又提出了保护环境的要求,只有良好的生存环境才能保证人类的美好生活和长久发展.2.小型熔断器的无铅化要求是欧洲和日本最先提出的,原定2019年起将不能再使用含有铅/镉/汞等六种元素的零件,不少企业已经开始对供应商提出要求,有些还把禁用的物质扩大到了22种甚至30余种之多,这就给我们小型熔断器的生产企业提出了一个非常严峻的课题,因为这样的变动意味着不仅仅是材料的改变,还牵涉到工艺的改动,甚至是部分设计的改动,对某些产品来说,将是一个很大的工程.3.到目前为止,部分日本/台湾/欧洲用户已经在进行替换或过渡的工作了,不能满足无铅要求的产品将不能再使用;而大部分的生产企业也都已开展这项工作,陆续推出无铅产品来替换原含铅产品,但都还没有完全达成目标.七.小型熔断器的环保要求13八.熔断器的基本功能1.熔断器串联在电子电路中，一般要求其内电阻要小（功耗要小），当电路正常工作时，它只相当于一根导线，能够长时间稳定的导通电路；由于电源或外部干扰而发生电流波动时，也应能承受一定范围的过载；只有当电路中出现较大的过载电流(故障或短路)时，熔断器才会动作，通过断开电流来保护电路的安全。2.在熔断器分断电路的过程中,由于电路电压的存在,在熔体断开的间隙会发生电弧,高质量的熔断器应该尽可能地避免这种飞弧;在熔断器分断电路后,又应该能耐受加在两端的电路电压.3.熔断器作为一个安全元件必须同时具备电性能和安全性两方面的基本功能.八.熔断器的基本功能14九.熔断器的工作原理熔断器通电时因电流转换的热量会使熔体的温度上升，在负载正常工作电流或允许的过载电流时，电流所产生的热量和通过熔体，壳体和周围环境所幅射、对流、传导等方式散发的热量能逐步达到平衡；如果散热速度跟不上发热速度时，这些热量就会在熔体上逐步积蓄，使熔体温度上升，一旦温度达到和超过熔体材料的熔点时就会使它液化或汽化，从而断开电流，对电路和人身起到安全保护的作用。九.熔断器的工作原理15ＩＩ熔断器专业术语一.什么是熔断器(保险丝)?1.防止人身的伤害2.防止着火或设备损坏二.标准:1.标准:目录

1.1.定义.1.2.测试说明/设置(实验室).1.3.产品尺寸.1.4.产品性能规定.1.5.环境温度范围.1.6.参考的其他标准/规格.2:标准:参考2.1MIL2.2可焊性.2.3振动/冲击.2.4盐雾.2.5温度/湿度规格.ＩＩ熔断器专业术语一.什么是熔断器(保险丝)?2:16

汽车的电子的电力的ATOMIDICARTR.

LT5(PICO)(SMD)MIDGETBLSJTDSAEJ1284 IEC127 UL248/198GLF UL248/198G UL248198C等等. 等等. 等等.3.标准:熔断器(保险丝)3.1标准:电子类的3.1.1IEC127第2部分,规格单1,2,3,4,5,6-管状保险丝3.1.2IEC127第3部分+am1.规格单1,2,3,4–微型保险丝3.1.3UL248-14（=以前的UL198G)

3.2标准:UL列名和认可3.2.1UL列名:完全按照UL的标准做的保险丝3.2.2UL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.对于两大规范保险丝的测试的探究.3.3标准:UMFUMF*(通用的模块化保险丝).--第一种IEC和UL标准通用的保险丝-IEC127第4部分表面安装和穿孔式保险丝

汽车的电子的17三.基本熔丝学1.术语1.1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.1.2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.1.3快速动作:-在高过流时，保险丝动作较快.-保险丝上标有F.

三.基本熔丝学18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2.基础:构造电子保险丝金属镀复的末端基体熔丝Sn锡球壳体193.基础:温度剖析

温度(°C)负载电流时的温度

PCBSn锡球PCBInI>In

熔点电子保险丝3.基础:温度剖析温度204.基础（熔丝式）快速保险丝熔断过程

t=0固体固体和液体t=1液体

5.基础:（电阻式）快速保险丝熔断过程

t=1分离

t=2开始飞弧和灼烧后面的熔丝t=3飞弧加剧,继续灼烧后面，飞弧熄灭保险丝断开4.基础（熔丝式）快速保险丝熔断过程

21熔断过程中熔丝温度(°C)

t0t1t2t3205000相应的时间t1-t3<<t0-t16.基础:快速保险丝熔断过程电子保险丝1000熔断过程中熔丝温度(°C)t022

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

8.基础:（电阻式）延时保险丝熔断过程7.基础:（电容式）延时保险丝熔断过程

t=2分离

开始飞弧和灼烧后面的熔丝

t=3飞弧加剧,继续灼烧后面熔丝飞弧熄灭保险丝断开t=0熔丝和锡球都是固体t=123

熔断过程中熔丝温度(°C)

相应的时间

t0t1t2t3600205000t2–t3<<t0-t29.基础:延时保险丝熔断过程电子保险丝熔断过程中熔丝温度(°C)相应的时间t024电子保险丝10.1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.10.2扩散在150-170°C时开始.慢熔断保险丝的熔丝不应长时间工作在150°C以上，以防止老化. 11.基础:快速保险丝熔断过程10.基础:延时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°C以上使用.-熔丝材料的氧化.-材料性质的改变.

电子保险丝10.1在高过载时，慢熔断保险丝的动作原理和快速251.术语1.1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.1.2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四.保险丝分断能力等级1.3分断等级举例:

-35A/10*In250V管状.-150A250V管状.-1500A250V管状.-10kA125V管状.->10kA电工类产品注:保险丝系列还有更多的分断等级.例如UL系列10kA/125VAC和35A/250VAC.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。

I(A)t电路中有保险丝1.4限制电流:预期电流1.术语四.保险丝分断能力等级1.3分断等级举例:261.5Ir:IEC/UL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.1.6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。

1.7交流分断和直流分断直流试验是非常严格的直流分断等级<<交流分断等级1.8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.1.5Ir:IEC/UL对IEC和U27五.保险丝和电流比率1.术语1.1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.1.2熔断系数f:最小熔断电流和额定电流之间的比率(f=Is/In).1.3It曲线/特性:熔断时间对电流的函数关系. 1.4定量: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.

1.5定量: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.

五.保险丝和电流比率1.术语1.1最小熔断电流281.6.2IEC保险丝的持续电流:最大100%额定电流(=100%In)1.6.3UL保险丝的持续电流:最大75%额定电流(=75%In)1.6Ratio:持续电流

1.6.2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.1.6.2IEC保险丝的持续电流:1.6Ratio29六.熔化热能值I²ttimecurrenttimecurrent1.术语1.1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.

1.2I²t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1.3I²t

:计算熔断时间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六.熔化热能值I²ttimecurrenttimec301.4I²t: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.1.5I²t:脉冲承受能力脉冲承受能力: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.1.6I²t:脉冲IpI=IpI²t=Ip²tIptI=Ipe-ktI²t=1/2Ip²tttIpI=IpsintI²t=1/2Ip²t1.4I²t:电流脉冲由于[绝热的]电流脉冲使31六.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)200-800°C快速保险丝延时保险丝(例如.232°C)TadTdT温度(°C)dT=因复载电流而上升的温度Ta=环境温度环境温度的影响，延时保险丝比快速保险丝要更大.六.温度对保险丝额定值的影响熔丝上的温度=+环境温度(T32七.应用计算1.举例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°C100000次脉冲脉冲能量：I²tpulse:0.66A²S应选择哪一规格保险丝?

计算:步骤1UL保险丝持续负载:75%In80°C温度对延时保险丝的影响:78%In名义应用电流0.75*0.78=0.585200mA=342mA计算:步骤2100000次脉冲:脉冲I²t<22%保险丝I²t-脉冲I²t=0.66A²S保险丝I²t>0.66/0.22>3A²S计算: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-I²t>=3A²S额定电流I2tIn=700Ma

300mA0.63

400mA1.53I2t=4.23A2s

500mA2.04

600mA2.40

700mA4.23

800mA7.77七.应用计算1.举例1延时型的高分断能力延时型保险丝。332.举例2

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?

计算:步骤1IEC保险丝的持续电流:100%In80°C温度对延时保险丝的影响:78%In名义应用电流1*0.78=0.78200mA=256mA计算:步骤2100000次脉冲:脉冲I²t<22%保险丝I²t脉冲I²t=0.66A²S保险丝I²t>0.66/0.22>3A²S计算:步骤3(最终)找出现在的额定电流等级:In>=256mA选择保险丝的额定电流 -I²t>=3A²S额定电流I2tIn=630Ma

250mA0.55

315mA1.14I2t=4.80A2s

400mA1.35

500mA2.90

630mA4.80

800mA9.422.举例2上例中如果改用延时型IEC规34III如何选择熔断器(保险丝)在很多电子设备中，都离不开保险丝（FUSE）。自从十九世纪九十年代爱迪生发明了把细导线封闭在台灯座里的第一个插塞式保险丝之后，保险丝的种类越来越多，应用越来越广。这里介绍一些保险丝参数、选择及应用常识。

保险丝的各项额定值及其性能指标是根据实验室条件及验收规范测定的。国际上有多家权威的测试和鉴定机构，如美国的保险商实验公司的UL认证，加拿大标准协会的CSA认证、日本国际与贸易工业部的MTTI认证和国际电气技术委员会的ICE认证。一.保险丝的选择涉及下列因素：1.正常工作电流2.施加在保险丝上的外加电压3.要求保险丝断开的不正常电流4.允许不正常电流存在的最短和最长时间5.保险丝的环境温度6.脉冲、冲击电流、浪涌电流、启动电流和电路瞬变值7.是否有超出保险丝规范的特殊要求8.安装结构的尺寸限制9.要求的认证机构10.保险丝座件：保险丝夹、安装盒、面板安装等III如何选择熔断器(保险丝)在很多电子设备中，都35IV如何选择贴片保险丝

一.

贴片保险丝主要应用于数码相机、笔记本、手机等电子产品..从传统的玻璃管保险丝，到微型保险丝、贴片保险丝,由于产品工艺上的差异,它们的选型的侧重点也略有不同.贴片保险丝的选择涉及下列因素：

1.

电路正常工作电流:通过保险丝的工作电流不应超过保险丝额定电流的75％。

2.

脉冲、冲击电流、浪涌电流、启动电流和电路瞬变值:贴片保险丝尤其关注这一点,由于体积小带来的工艺方面的原因,贴片保险丝的抗冲击能力远小于同样额定电流的玻璃管保险丝或其他体积较大的保险丝。

3.电路的过载电流大小及过载电流存在的最短和最长时间:通常需要使用示波器测试和理论计算相结合判断过载电流大小.对保险丝的基本要求是不该断的时候不能断（比如在出现浪涌电流的时候），该断的时候一定要在适当的时间内断（比如出现需要切断的过载电流的时候）。

4.

电阻:贴片保险丝的电阻对某些电路有一定的影响：若将内阻过大的保险丝安装在某些电路中，它将影响电路的系统参数，使得电路不能正常工作。

5.保险丝的环境温度:贴片保险丝应用于便携式设备时,要适当考虑保险丝的温升,也就是考虑保险丝额定电流的折减。保险丝工作时的环境温度应在规定的工作温度范围之内，当保险丝周围的环境温度超过25℃时，应参照温度折减曲线降级使用。

6.