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本文概述了保险丝功能和设计的一些微妙但重要的方面。

基础知识：保险丝如何工作？

保险丝是保护设备免受危险电流水平影响的简单而高效的方法：

1. 流过导体非零电阻的电流会导致功耗。

2. 功率以热量的形式消散。

3. 热量会提高导体的温度。

4. 如果电流幅度和持续时间的组合足以将温度升高到熔断器的熔点以上，则熔断器变为开路并且电流停止。

虽然保险丝的基本操作并不复杂，但要记住一些细微之处。本文的其余部分将帮助您了解与保险丝的行为和使用相关的一些重要细节。

保险丝是如何跳闸的：热，不是最新的

保险丝不会直接通过电流跳闸; 相反，电流产生热量，热量使保险丝跳闸。这实际上是一个相当重要的区别，因为它意味着熔丝操作受环境温度和电流的时间特性的影响。

保险丝的额定电流额定值仅与特定环境温度相关（通常，或者可能始终为25°C），因此，如果您正在设计一个可在户外工作的设备，则需要调整保险丝选择，比如说，南极洲或死亡谷。下图显示了环境温度如何影响实际电流额定值 - 相对于标称 25°C电流额定值 - 三种类型的保险丝。

关于通过保险丝的电流的时间特性，我们都知道热量累积的影响随着时间的推移（暂时接触热锅没有什么比拿起它并且当你在炉子和炉子之间的中途时发现它很热。餐桌）。因此，熔丝的电流额定值是其实际行为的简化。我们不能指望保险丝能够响应高幅度瞬变，因为较高功耗的短持续时间不会使温度升高到足以导致跳闸。

下图显示了Panasonic生产的一组表面贴装保险丝的时间 - 电流特性。额定电流在顶部，曲线表示使保险丝跳闸所需的时间相对于流过保险丝的电流量。

如您所见，瞬态幅度必须远高于额定电流。例如，当过流条件的持续时间仅为1 ms时，需要3安培才能使0.5安培的保险丝跳闸。

串联保险丝

我不打算谈论这一点，因为它非常简单，但是值得一提的是，如果你在设计原理图时已经很晚了，并且在你筋疲力尽的状态下你没注意到你把保险丝放在这样的方式例如，它只与两个电压调节器中的一个串联。保险丝不能保护与其并联的任何东西。

保险丝设计最佳实践：额定电流与工作电流

假设额定电流为6安培的保险丝可用于可能需要5安培稳态电流的电路，这是完全合理的。但事实证明，这不是一个好的设计实践。

保险丝的额定电流不是高精度规格，而且（如上所述ICfans）实际的跳闸电流受环境温度的影响。因此，为了避免“误跳闸”，您应该在预期的稳态电流和保险丝的额定电流之间存在相当大的差距。

来自Littelfuse的这份文件暗示了25％的“重新加工”（在室温下操作）; 因此，只有当电路的稳态电流保持在7.5安培以下时，才会使用额定电流为10安培的保险丝。

你必须要有耐心

假设您的电路包含一个精密元件，如果它受到高于1安培的电流，肯定会损坏。在正常条件下，电路绝不应超过500 mA，因此您需要一个额定电流为900 mA的保险丝。这足以防止误跳闸并且足够低以确保精密部件永远不会看到1安培。对？

好吧，不。请考虑以下本文前面提到的Panasonic保险丝的规格：

我们已经讨论过热量需要时间来积累的事实 - 在这种情况下，需要很长时间。当电流等于额定值时，您必须等待至少四个小时才能使保险丝跳闸。即使是额定电流的两倍，延迟也至少为五秒。最重要的是，在保险丝跳闸之前，精致的部件可能会很长时间。

您将不得不重新考虑您的保险丝选择或 - 这可能是在上述情况下更实际的解决方案 - 实施处理过流条件的不同方法。

为什么保险丝有额定电压？

保险丝设计为具有非常低的电阻，因此它们不会过度干扰它们所保护的电路。这种低电阻意味着保险丝两端的电压降非常小。那么，为什么保险丝有额定电压？

确保保险丝在正常工作期间看到的电压很小，但额定电压与正常工作无关。相反，电压额定值告诉您保险丝在跳闸后能够承受的寿命。熔断的熔断器是开路的，如果该开路电路上的电压足以引起电弧放电，则不能依赖熔断器。

如果您使用的是小型表面贴装保险丝，请注意电压额定值，如下图所示（注意实际定影元件有多薄）。例如，0603保险丝的额定值可以是32 V甚至24 V.

我们已经介绍了一些有关保险丝如何工作以及如何有效地将它们融入我们设计的有趣细节。