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一文讀懂熔斷器原理和作用 熔斷器的作用

實際上，熔斷器是一種短路保護器，廣泛應用于配電控制系統中，主要用于短路保護或嚴重過載保護 。
熔斷器是一種簡單有效的保護電器 。它主要在電路中起短路保護作用 。
熔斷器主要由熔體和安裝熔體的絕緣管(絕緣底座)組成 。使用時，將熔體串聯在需要保護的電路中，當電路短路時，熔體瞬間熔斷，使電路斷開，從而起到保護作用 。
常用保險絲
(1)插入式保險絲
如圖1所示，它常用于380V及以下電壓等級的線路末端，作為配電支路或電氣設備的短路保護 。
圖1插入式保險絲
1-移動觸點2-熔化3-陶瓷插件4-固定觸點5-陶瓷底座
(2)螺旋保險絲
如圖2所示 。熔體的上端覆蓋有一個熔斷指示器 。一旦熔體熔化，指示器立即彈出，通過瓷帽上的玻璃孔可以觀察到 。它常用于機床的電氣控制設備 。螺旋保險絲 。開斷電流大，可用于電壓等級在500V以下，電流等級在200A以下的電路中作短路保護 。
圖2螺旋保險絲
1底2熔3瓷帽
(3)封閉式保險絲
有兩種類型的封閉式保險絲:封裝保險絲和未封裝保險絲，如圖3和圖4所示 。填充式熔斷器一般采用方形瓷管，內裝石英砂并熔化，分斷能力強，用于電壓等級在500V以下，電流等級在1KA以下的電路中 。無填料封閉式熔斷器是將熔體放入一個封閉的圓筒中，其分斷能力略小 。用于500伏及600安以下的電網或配電設備中 。
圖3未填充的封閉管式熔斷器
1-銅環2-熔絲管3-帽4-插座5-專用墊圈6-熔體7-熔絲片
(4)快速保險絲
主要用于半導體整流元件或整流器件的短路保護 。因為半導體元件的過載能力很低 。只能在極短的時間內承受較大的過載電流，所以要求短路保護具有快速熔斷的能力 。快速熔斷器的結構與帶填充物的封閉式熔斷器基本相同，只是熔體的材質和形狀不同 。它是由銀片沖壓成V型深槽的變截面熔體 。
(5)自復位保險絲
使用金屬鈉作為熔體，在室溫下具有高導電性 。當電路發生短路故障時，短路電流產生高溫，使鈉迅速汽化，蒸汽鈉呈現高阻態，從而限制短路電流 。當短路電流消失時，溫度下降，金屬鈉恢復了原來良好的導電性 。自熔絲只能限制短路電流，不能真正斷路 。它的優點是不需要更換熔體，可以重復使用 。
工作時，熔斷器串聯在被保護電路中 。當電路短路或嚴重過載時，熔斷器中的熔體會自動熔斷，起到保護作用 。最常見的是保險絲 。
偏好；喜好；優先；參數選擇
(1)熔斷器的額定電壓應與電動機的工作電壓相符 。熔斷器的工作電壓與熔絲管的長度和絕緣強度有關 。熔斷器不能用在電壓高于其額定電壓的電路中，也不能裝入小熔絲管中 。
(2)熔斷器的額定電流應大于電機電路的最大長期工作電流 。
(3)熔斷器的極限開路電流應大于最大短路電流 。以確保在切斷故障電流時保險絲不會被燒斷 。
(4)焊件的額定電流應按以下三種情況選擇:
①根據正常工作條件選擇:
電機的啟動電流可達(4 ~ 8) IED，啟動持續時間約為5 ~ 10s 。在這種情況下，保險絲不應老化或熔斷 。
具體的保險絲特性應符合制造商提供的曲線 。由試驗可知，當熔斷器的額定電流約為最大通過電流的一半時，可以滿足上述要求 。
斷路器，俗稱“空氣體開關”，也是短路保護器的一種，過電流時會自動跳閘，從而起到保護作用；保險絲和斷路器是保護裝置 。但它們并不相同 。斷路器是一個總稱，它可以分為兩種類型-框架斷路器和塑殼斷路器 。框架式斷路器俗稱萬能式斷路器；塑殼斷路器俗稱空氣體啟動 。它們具有短路和過載保護，可以重復使用 。一般壽命從幾千到幾萬次不等 。保險絲是一種通過熔體熔化來保護電路的電器，所以不能重復使用 。未來需要更換熔體進行保護 。
保險絲和斷路器的區別:
它們的共同點是可以實現短路保護 。熔斷器的原理是電流流過導體會使導體發熱，當達到導體的熔點時，導體熔化，從而斷開電路，保護電器和電路不被燒壞 。是熱量的積累，所以也可以實現過載保護 。一旦熔體燒完，應更換熔體 。
斷路器也可以實現線路的短路和過載保護，但原理不同 。它通過電流的底磁效應(電磁脫扣器)實現開路保護，通過電流的熱效應實現過載保護(不熔斷，無需更換器件) 。實際中，當電路中的用電負荷接近長時間使用的保險絲的負荷時，保險絲會逐漸發熱直至熔斷 。如上所述，保險絲熔斷是電流和時間共同作用的結果，起到保護電路的作用 。這是一次性的 。斷路器是電路中的電流突然增大，超過斷路器的負載時，對電路的保護，會自動斷開 。是瞬時電流增大時對電路的保護，比如漏電大，或者發生短路，或者瞬時電流大 。待查明原因后，即可開機繼續使用 。如上所述，熔斷器的熔斷是電流和時間共同作用的結果，而斷路器只要電流超過其設定值就會跳閘，幾乎可以不考慮時間效應 。斷路器是低壓配電中常用的部件 。也有一些地方適合用保險絲 。
其他相關:
[吹]知識素養的四種類型的保險絲
簡單的系統保護:
電子電路保護的最簡單形式是具有適當額定值的保險絲 。在為應用開發合適的解決方案時，有多種保險絲可供選擇，包括但不限于快速熔斷、慢速熔斷、多狀態和智能保險絲 。保險絲有很多種，因為每一種都有自己的問題 。
顧名思義，快熔保險絲的特點是熔斷速度快，也就是說故障跳電的可能性很大，會導致產品召回 。所以如果要選擇這種熔斷器，要降低50%以上，也就是說5A電軌要選擇額定值超過10A的熔斷器，避免應用中出現假故障 。
慢燒保險絲熔斷需要很長時間，但故障跳開還是會發生 。所以這里也建議至少降低50% 。
多態熔絲有一個非常好的特性，就是在錯誤清除后，可以用非常低的代價高效恢復 。每跳一次后，后續跳點的門檻會降低，也就是說跳起來更容易 。所以假跳的概率會隨著時間增加 。
智能熔斷器或三端熔斷器是一種可以通過命令或過電流熔斷的器件 。通常這種保險絲不僅成本比上述方案高很多，而且需要電源電壓保持在一定高度才能真正燒斷保險絲 。否則，一旦發生故障，所有部件都會變得非常熱，而且可能不會導致安全停機 。
四種方案都有兩個主要問題會導致故障跳變 。首先，它們無法限制上電或斷電時進入系統的浪涌電流 。其次，因為它們都需要降低，所以可能會允許足夠的電流通過系統的故障部分，這將進一步加熱故障電路，導致更嚴重的故障 。例如，額定為5A的12V系統可能會嘗試使用額定為10A或更高的保險絲 。在短路和電源良好的情況下，這可能會向故障電路輸入高達120W的功率 。
浪涌管理
大多數故障跳變都是由浪涌電流引起的 。利用一個P溝道FET和幾個電阻和電容，可以實現一種低成本方法來最小化浪涌電流(圖1) 。
圖一 。簡單的浪涌管理解決方案
當然，當電路開始工作時，輸入電壓就會出現 。因此，通常需要等到檢測到輸入功率良好的信號后，才能啟動電路 。圖2顯示了一種可行的實現方式，即使用窗口壓縮器來確保12V交流適配器的電壓在10.8至13.2V之間，只要寬電源電壓窗口壓縮器(如TPS3700)可以看到適配器在有效電壓窗口范圍內，就可以啟用通過Q1的電源路徑 。
圖二 。使用TPS3700作為交流適配器檢測器
這可能適用于某些設計，但這些方案也有幾個固有的問題:
根據負載電容，這兩種方案可能超過FET的安全工作范圍(SOA) 。
一旦使能，進入負載的電流不能被限制；
如果負載短路，FET很可能無法啟動 。這可能發生在熔絲之前，因此最好的緩解方法是使用額定功率遠遠高于應用所需功耗的FET 。因此，這也是一種成本較高的解決方案 。實際上，熔斷器是一種短路保護器，廣泛應用于配電控制系統中，主要用于短路保護或嚴重過載保護 。
熔斷器是一種簡單有效的保護電器 。它主要在電路中起短路保護作用 。
熔斷器主要由熔體和安裝熔體的絕緣管(絕緣底座)組成 。使用時，將熔體串聯在需要保護的電路中，當電路短路時，熔體瞬間熔斷，使電路斷開，從而起到保護作用 。
常用保險絲
(1)插入式保險絲
如圖1所示，它常用于380V及以下電壓等級的線路末端，作為配電支路或電氣設備的短路保護 。
圖1插入式保險絲
1-移動觸點2-熔化3-陶瓷插件4-固定觸點5-陶瓷底座
(2)螺旋保險絲
如圖2所示 。熔體的上端覆蓋有一個熔斷指示器 。一旦熔體熔化，指示器立即彈出，通過瓷帽上的玻璃孔可以觀察到 。它常用于機床的電氣控制設備 。螺旋保險絲 。開斷電流大，可用于電壓等級在500V以下，電流等級在200A以下的電路中作短路保護 。
圖2螺旋保險絲
1底2熔3瓷帽
(3)封閉式保險絲
有兩種類型的封閉式保險絲:封裝保險絲和未封裝保險絲，如圖3和圖4所示 。填充式熔斷器一般采用方形瓷管，內裝石英砂并熔化，分斷能力強，用于電壓等級在500V以下，電流等級在1KA以下的電路中 。無填料封閉式熔斷器是將熔體放入一個封閉的圓筒中，其分斷能力略小 。用于500伏及600安以下的電網或配電設備中 。
圖3未填充的封閉管式熔斷器
1-銅環2-熔絲管3-帽4-插座5-專用墊圈6-熔體7-熔絲片
(4)快速保險絲
主要用于半導體整流元件或整流器件的短路保護 。因為半導體元件的過載能力很低 。只能在極短的時間內承受較大的過載電流，所以要求短路保護具有快速熔斷的能力 。快速熔斷器的結構與帶填充物的封閉式熔斷器基本相同，只是熔體的材質和形狀不同 。它是由銀片沖壓成V型深槽的變截面熔體 。
(5)自復位保險絲
使用金屬鈉作為熔體，在室溫下具有高導電性 。當電路發生短路故障時，短路電流產生高溫，使鈉迅速汽化，蒸汽鈉呈現高阻態，從而限制短路電流 。當短路電流消失時，溫度下降，金屬鈉恢復了原來良好的導電性 。自熔絲只能限制短路電流，不能真正斷路 。它的優點是不需要更換熔體，可以重復使用 。
工作時，熔斷器串聯在被保護電路中 。當電路短路或嚴重過載時，熔斷器中的熔體會自動熔斷，起到保護作用 。最常見的是保險絲 。
偏好；喜好；優先；參數選擇
(1)熔斷器的額定電壓應與電動機的工作電壓相符 。熔斷器的工作電壓與熔絲管的長度和絕緣強度有關 。熔斷器不能用在電壓高于其額定電壓的電路中，也不能裝入小熔絲管中 。
(2)熔斷器的額定電流應大于電機電路的最大長期工作電流 。
(3)熔斷器的極限開路電流應大于最大短路電流 。以確保在切斷故障電流時保險絲不會被燒斷 。
(4)焊件的額定電流應按以下三種情況選擇:
①根據正常工作條件選擇:
電機的啟動電流可達(4 ~ 8) IED，啟動持續時間約為5 ~ 10s 。在這種情況下，保險絲不應老化或熔斷 。
具體的保險絲特性應符合制造商提供的曲線 。由試驗可知，當熔斷器的額定電流約為最大通過電流的一半時，可以滿足上述要求 。
斷路器，俗稱“空氣體開關”，也是短路保護器的一種，過電流時會自動跳閘，從而起到保護作用；保險絲和斷路器是保護裝置 。但它們并不相同 。斷路器是一個總稱，它可以分為兩種類型-框架斷路器和塑殼斷路器 。框架式斷路器俗稱萬能式斷路器；塑殼斷路器俗稱空氣體啟動 。它們具有短路和過載保護，可以重復使用 。一般壽命從幾千到幾萬次不等 。保險絲是一種通過熔體熔化來保護電路的電器，所以不能重復使用 。未來需要更換熔體進行保護 。
保險絲和斷路器的區別:
它們的共同點是可以實現短路保護 。熔斷器的原理是電流流過導體會使導體發熱，當達到導體的熔點時，導體熔化，從而斷開電路，保護電器和電路不被燒壞 。是熱量的積累，所以也可以實現過載保護 。一旦熔體燒完，應更換熔體 。
斷路器也可以實現線路的短路和過載保護，但原理不同 。它通過電流的底磁效應(電磁脫扣器)實現開路保護，通過電流的熱效應實現過載保護(不熔斷，無需更換器件) 。實際中，當電路中的用電負荷接近長時間使用的保險絲的負荷時，保險絲會逐漸發熱直至熔斷 。如上所述，保險絲熔斷是電流和時間共同作用的結果，起到保護電路的作用 。這是一次性的 。斷路器是電路中的電流突然增大，超過斷路器的負載時，對電路的保護，會自動斷開 。是瞬時電流增大時對電路的保護，比如漏電大，或者發生短路，或者瞬時電流大 。待查明原因后，即可開機繼續使用 。如上所述，熔斷器的熔斷是電流和時間共同作用的結果，而斷路器只要電流超過其設定值就會跳閘，幾乎可以不考慮時間效應 。斷路器是低壓配電中常用的部件 。也有一些地方適合用保險絲 。
其他相關:
[吹]知識素養的四種類型的保險絲
簡單的系統保護:
電子電路保護的最簡單形式是具有適當額定值的保險絲 。在為應用開發合適的解決方案時，有多種保險絲可供選擇，包括但不限于快速熔斷、慢速熔斷、多狀態和智能保險絲 。保險絲有很多種，因為每一種都有自己的問題 。
顧名思義，快熔保險絲的特點是熔斷速度快，也就是說故障跳電的可能性很大，會導致產品召回 。所以如果要選擇這種熔斷器，要降低50%以上，也就是說5A電軌要選擇額定值超過10A的熔斷器，避免應用中出現假故障 。
慢燒保險絲熔斷需要很長時間，但故障跳開還是會發生 。所以這里也建議至少降低50% 。
多態熔絲有一個非常好的特性，就是在錯誤清除后，可以用非常低的代價高效恢復 。每跳一次后，后續跳點的門檻會降低，也就是說跳起來更容易 。所以假跳的概率會隨著時間增加 。
智能熔斷器或三端熔斷器是一種可以通過命令或過電流熔斷的器件 。通常這種保險絲不僅成本比上述方案高很多，而且需要電源電壓保持在一定高度才能真正燒斷保險絲 。否則，一旦發生故障，所有部件都會變得非常熱，而且可能不會導致安全停機 。
四種方案都有兩個主要問題會導致故障跳變 。首先，它們無法限制上電或斷電時進入系統的浪涌電流 。其次，因為它們都需要降低，所以可能會允許足夠的電流通過系統的故障部分，這將進一步加熱故障電路，導致更嚴重的故障 。例如，額定為5A的12V系統可能會嘗試使用額定為10A或更高的保險絲 。在短路和電源良好的情況下，這可能會向故障電路輸入高達120W的功率 。
浪涌管理
大多數故障跳變都是由浪涌電流引起的 。利用一個P溝道FET和幾個電阻和電容，可以實現一種低成本方法來最小化浪涌電流(圖1) 。
圖一 。簡單的浪涌管理解決方案
當然，當電路開始工作時，輸入電壓就會出現 。因此，通常需要等到檢測到輸入功率良好的信號后，才能啟動電路 。圖2顯示了一種可行的實現方式，即使用窗口壓縮器來確保12V交流適配器的電壓在10.8至13.2V之間，只要寬電源電壓窗口壓縮器(如TPS3700)可以看到適配器在有效電壓窗口范圍內，就可以啟用通過Q1的電源路徑 。
圖二 。使用TPS3700作為交流適配器檢測器
這可能適用于某些設計，但這些方案也有幾個固有的問題:
根據負載電容，這兩種方案可能超過FET的安全工作范圍(SOA) 。
一旦使能，進入負載的電流不能被限制；
【一文讀懂熔斷器原理和作用 熔斷器的作用】如果負載短路，FET很可能無法啟動 。這可能發生在熔絲之前，因此最好的緩解方法是使用額定功率遠遠高于應用所需功耗的FET 。因此，這也是一種成本較高的解決方案 。

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