保险丝选型标准
保险丝选型规范
1、 参数描述和定义
1.额定电流（In）
保险丝上显示的额定工作电流。该值由制造商确定为保险丝可承载的电流。额定电流通常为标准推荐档位，如1、1.25、1.5、1.6、2等（单位：A）
2.额定电压（Un）
保险丝上标记的额定电压表示保险丝可以使用的最大工作电压。标准额定电压通常为32、63、125、250和600V。保险丝对电流而不是电压的变化很敏感。保险丝在零和最大额定值之间的任何电压下都保持其原始状态，因此可以在低于额定电压的任何电压时使用
3.电压降（Ud）
额定电流下保险丝两端的电压降
4.抗寒性（R）
保险丝本身不工作时的电阻值。大多数保险丝都是由具有正温度系数的材料制成的，因此会有冷电阻和热电阻（额定电流下的电压降），实际工作电阻位于它们之间。可以使用不超过保险丝额定电流10%的测量电流来测量冷电阻。当流经保险丝的电流等于额定电流时，就会产生热阻。
5.环境温度
保险丝周围的空气温度不应与室温混淆。在许多实际情况下，保险丝的温度相当高，例如当保险丝安装在封闭空间或其加热元件附近时，例如电阻器、变压器、电感线圈等。
6.分断能力
也称为断开容量或短路额定容量。它是指保险丝在特定电压下可以安全切断的最大电流。当可能通过保险丝的瞬时过载电流超过额定值时，保险丝会断裂或爆炸，造成危险。因此，要求熔断器在保护动作后保持完好（不爆裂或断裂）。保险丝的分断能力取决于其结构。低开断容量保险丝大多由玻璃外壳制成，而高开断容量熔断器通常具有陶瓷外壳，其中许多外壳填充有纯粒状石英材料。
7.过载和时间电流曲线
它是保险丝最重要的参数之一。当流经保险丝的电流超过额定电流时，保险丝熔断，这是一种过载状态。熔断器的时间-电流特性是过载电流和熔断时间之间的关系。时间-电流曲线基于平均值。
8.标称熔化热能I2t
选择保险丝最重要的参数之一是断开保险丝所需的能量，这是保险丝本身的固有参数，用I2t表示。I2t值是保险丝本身的参数，由元件的材料和保险丝元件的形状决定，与温度和电压无关。
9.尺寸
除非另有规定，否则尺寸单位为毫米。管式熔断器常用的外形尺寸有：Φ6X30、Φ5X20、Φ3X10、Φ2X7；表面安装式熔断器常用的外观尺寸为6.1X2.7X2.7、10.1X3.1X3.1等
2、 选择元素和示例
1.额定电流
根据不同的认证标准，注意当前的降额。根据UL认证，降额为0.75，这意味着实际的稳态工作电流不应超过In的75%。根据IEC标准认证，它为1.0，这意味着您的实际稳态工作电流可以等于In。对于UL认证的保险丝：在25℃下工作，工作电流不应超过保险丝额定电流的75%，以避免有害的熔化。例如，额定电流为10A的保险丝通常不建议在25℃、电流大于7.5A的环境温度下工作。对于根据IEC标准认证的保险丝：保险丝可以在额定电流下工作以实现保护。例如，额定10A的保险丝可以用于10A的实际工作电流。
对于单板的工作电流，应注意最低允许电压下的电流。例如，如果额定电压为-48-60V，则允许20%的波动。如果单板的工作电流在-48V时为0.8A，由于单板的功率恒定，在-38V时的工作电流约为1A。在选择保险丝时，单板的工作电流应为1A。在具有宽范围输入电压的应用中，应特别注意这一点。
在实际使用中，还需要考虑电源模块是否具有欠压保护功能。例如，-48V电源模块通常在-35V时具有欠压保护，但有些电源模块不具有欠压防护功能。例如，华电AV10系列电源模块实际上可以在-12V下工作，这将导致输入电流比正常情况高出三倍多。
一般来说，供应商提供的可选当前规格小于标准推荐档位。建议从供应商现有的现行规范中进行选择，不建议要求供应商进行其他设计。
2.额定电压
保险丝的额定值应等于或大于有效电路电压。额定电压是指电器正常工作时的电压。额定电压是适用于电器长期运行的最佳电压。如果它太高，很容易烧坏，如果它太低，它将无法正常工作（灯泡不能正常发光，电机不能正常运行）。此时，电器中的所有部件都处于最佳状态。只有当它们在最佳状态下工作时，电器的性能才能相对稳定，
保险丝是否熔断取决于流经保险丝的电流大小，而与电路的工作电压无关。熔断器的额定电压是从熔断器的安全使用角度提出的，它是在安全工作状态下安装熔断器的电路的最高工作电压。这表明保险丝只能安装在工作电压小于或等于保险丝额定电压的电路中。只有这样，保险丝才能安全有效地工作。否则，当保险丝熔断时，会出现持续的电弧或电压击穿，从而危及电路。
3.工作环境温度
保险丝的载流能力测试是在25℃的环境温度下进行的，环境温度会受到环境温度变化的影响。环境温度越高，保险丝的工作温度就越高，其寿命就越短。相反，在较低温度下工作将延长保险丝的寿命。因此，在选择保险丝的额定电流时，有必要根据保险丝的实际工作环境温度进行调整。
例子：
某单板的正常工作电流为1.5A。如果它使用根据UL标准认证的慢熔保险丝，并在室温下工作，则：
选择保险丝In=正常工作电流/认证标准降额=1.5/0.75=2.0A（工作环境温度25℃）。如果保险丝在70℃的高温环境中工作，根据下图中的曲线a（传统慢熔保险丝），表明70℃时的温度降额为80%。在这种情况下，
选择保险丝In=正常工作电流/（认证标准降额*工作温度降额）=1.5/（0.75*0.8）=2.5A（工作环境温度70℃）
其中：
曲线A：代表传统慢熔熔断器的曲线；
曲线B：快熔、快熔和螺旋绕组的保险丝曲线
表中数据为常用的降温（仅供参考）
*保险丝周围的空气温度不应与室温混淆。在许多实际情况下，保险丝的温度相当高，例如当保险丝安装在封闭空间或其加热元件附近时，例如电阻器、变压器、电感线圈等
4.一般来说，当涉及到电压降和抗寒性时，保险丝的电阻与额定电流成反比。所选保险丝的电阻越小越好，这样保险丝的损耗功率也相对较小。在额定直流电流下测试保险丝的电压降。由于额定电流较低的保险丝电阻较高，因此对低压电源也有重大影响。在选择小型保险丝时，应注意电阻的影响。
5.时间电流特性曲线
这是选择保险丝最重要的标准之一。它决定了当故障电流发生时，保险丝是否能有效地保护电路并正确熔断。每种类型的熔断器都有其自身的熔化特性的时间-电流曲线。曲线的横轴表示电流，纵轴表示熔化的时间。通常，在选择过程中，以该曲线为参考，并选择曲线中的关键点作为基础。关键点的选择因保险丝认证的类型而异。UL认证的保险丝通常选择110%In、135%In和200%In等关键点，而IEC保险丝通常选择135%In、210%In和275%In等关键要点。熔化时间和关键点之间的关系可参见第3.7节的介绍。选择保险丝时，有必要确定电路中受保护故障电流可以安全存在的持续时间。
例子：
某快熔熔断器是根据IEC标准认证的，额定电流为5A。当单板发生故障时，流经熔断器的故障电流为10A，即200%In。根据熔断器的时间-电流特性曲线可以发现，在200%In时，熔断器可能工作30分钟才熔化。此时，保险丝短路，测试板在该故障电流下工作30分钟。然而，发生了火灾，表明这种保险丝的选择不合适。在保险丝熔断之前，受保护的设备会经历不安全的情况，无法达到其保护目的。
6.分断能力等级
不同认证标准的熔断器的分断能力各不相同，具体数据见第3.6节。保险丝的额定断开容量必须满足或超过电路中的最大故障电流。当被保护系统直接连接到电源输入电路，并且保险丝放置在电源输入部分时，有必要使用高断开容量的保险丝。在大多数二次电路中，尤其是当电压低于电源电压时，选择具有低分断能力的保险丝就足够了。
7.标称熔化热能I2t
对于熔断器必须承受高能电流的情况，例如具有短持续时间的大电流脉冲，例如浪涌电流、启动电流、浪涌电流和其他类似类型的电路瞬变，熔断器应能够承受这种高能电流的能量，并且不应经历异常断路。保险丝的额定标称熔化能I2t的额定值是在实验室中确定的，每种规格的保险丝只有一个额定标称熔化能量I2t。
在特定应用中，例如，1000个脉冲需要保险丝的额定标称熔化热能I2t减少38%，这意味着额定I2t*38%应该大于实际使用中可能发生的瞬时能量（脉冲）。对于超过1000个脉冲的循环，应根据图（2）进行进一步的降额计算。同时，由于不同供应商在相同代码下的I2t不同，有必要考虑额定I2t较低的保险丝，这些保险丝也能承受相应的脉冲能量。
对于该公司目前使用的慢启动电路，需要根据实际测试结果来确定保险丝是否能够承受启动电流的影响。请参阅本文案例研究中的解释。
例子：
某UL标准认证的熔断器额定电压为125V/1.0A，带载正常工作电流为0.75A，环境温度为25℃。它是一种快速熔化型，可以承受图（1）所示脉冲波形的100000脉冲电流。
步骤1：计算脉冲I2t。
根据图（2）中典型脉冲波形的能量计算公式，选择典型波形E。代入波形E公式，计算结果如下：
脉冲I2t=（1/5）ip2t=（1/5）×八十二×0.004=0.0512安秒
步骤2：计算所需的最小保险丝I2t
图（2）显示100000个脉冲的I2t减少了22%。
所需最小保险丝I2t=脉冲I2t/0.22=0.0512/0.22=0.2327A2秒
第三步：检查保险丝的额定I2t为0.281A2Sec>0.2327A2Sec，表明其能够承受脉冲循环能量。同时，由于是UL标准规范，如前所述，额定电流降低了25%，保险丝也可以适应0.75安培的正常工作电流
12.保险丝座
选择合适的保险丝座组件和安装方法，如保险丝夹、安装盒、面板安装、屏蔽安装等。
注意不要使用镀银保险丝座。在以下应用场景中，必须选择保险丝座：
（1） 由于主板（或备份板）保险丝损坏，维修人员无法现场更换主板。例如，在现场维护期间，我们的维护人员不能要求在机房内拆除机柜的主板（或备用板）并更换保险丝。因此，主板（或备用板）只能使用带插座的保险丝。不能使用直接焊接在电路板上的保险丝，如表面贴纸和引线。
（2） 二次电源板和配电模块单板的保险丝熔断的概率很高，必须使用带插座的保险丝。
（3） 对于不易更换的板，如机柜顶部的ESC板，应使用带座的保险丝
13.焊接和软套管的选择
镀银保险丝和保险丝座不能用于焊接（参考附录中的案例集），建议在焊接过程中使用吸热装置。
保险丝软盖可以使保险丝的暴露部分绝缘，在带电工作时提供保护，防止保险丝爆炸的风险。因此，在通信系统中使用断开容量较低的玻璃管保险丝时，建议使用保险丝软套。
3、 关于选择元素的注释
1.UL上市认证和UL认可认证
应特别注意UL上市认证和UL认可认证之间的区别。
UL Listed是完全按照UL标准制造的保险丝。在本文中，“UL标准认证保险丝”指的是这种类型的保险丝，使用的认证标志是一张图片。
UL认可认证是指根据IEC标准或制造商规范对保险丝进行的认证。使用的认证标志是一张图片。对于带有此标记的保险丝，可以根据IEC标准或制造商技术信息中提供的规范进行制造，但不能根据UL标准进行使用认证。
UL批准的保险丝在本文中没有单独描述。选择时，可以根据与该标志同时印在保险丝上的认证标志来间接判断。例如，如果保险丝有图片和其他使用IEC标准（如VDE）的认证标志，则可以确认保险丝是根据IEC标准制造的。
2.交流和直流电压的区别和选择
一些保险丝标有额定交流或直流电压的保险丝。原则上，交流保险丝和直流保险丝不能混用。通常，交流熔断器用于直流，电压需要降低一半。然而，这是行业中的常见用法，没有任何法规或标准可以这么说；因此，在选择保险丝时，有必要考虑其额定电压。有时，交流和直流电压都可用，因此它可以是通用的
3.快熔和慢熔熔断器的区别和选择
快速熔断器和慢速熔断器之间的主要区别在于它们的标称熔化热能I2t不同。在相同额定电流和额定电压条件下，慢熔断保险丝的I2t远大于快熔断保险丝。慢熔断器和快熔断器在熔断时间上的差异主要体现在当工作电流达到熔断器额定额定电流的200%左右时，快熔断器的熔断时间一般为几百毫秒；在这种情况下，慢速保险丝的熔化时间通常为几秒钟。但当工作电流达到保险丝额定额定电流的800%或更大时，两者的熔化时间没有太大差异，两者的融化时间基本上只有几毫秒
由于慢熔熔断器内部结构的设计，它可以承受浪涌脉冲的冲击，并在发生真正故障时快速断开电路。因此，当电路状态发生变化时，它通常用于具有大浪涌电流的电感或电容电路。快速熔断器保护一些对电流波动特别敏感的元件，因此通常用于电阻电路。
慢速熔断器更适用于脉冲电路保护。因此，对于经常发生初始或启动脉冲的实际应用，需要缓慢熔化的熔断器。慢熔保险丝具有热延迟设计，可以在正常启动脉冲下保持其完整性，并且仍然提供防止长期过载的保护。
如果工作电流是不稳定的脉冲波形电流，原则上应选择慢速熔断器。如果在交流电压、感应负载（电机、风扇）等下工作，这些负载的工作电流波动很大，容易产生浪涌电流。特别是当这些负载启动时，它们通常会产生大的瞬时浪涌电流。为了防止这些浪涌电流导致保险丝意外熔化，通常选择缓慢熔化的保险丝管。在防雷系统中使用的保险丝管通常是慢熔和高断开容量的保险丝管。
如果它在直流电下工作，并且工作电流相对稳定，原则上应该选择快熔保险丝。我们公司的大多数电路板都在直流条件下工作，工作电流非常稳定，所以最好选择快速熔断的保险丝。然而，一些使用大电容器（通常认为在47uF以上）的电路也可能经历显著的瞬时浪涌电流，有必要通过实际测试和分析来验证快速熔断器是否能够满足电路中产生的浪涌电流的能量要求。
4.冲击电流和脉冲
保险丝需要承受电流和脉冲的冲击，并正常工作。通常，浪涌电流来自受保护电路中电容和电感储能元件的开关操作，也可能来自外部浪涌等。当单板通电、断电、插电或拔电，或经历浪涌时，通常会出现瞬时浪涌电流和脉冲。在这些情况下，有可能导致保险丝开路。设计时，应确定启动脉冲，并将其与保险丝的时间-电流曲线和I2t额定值进行比较。建议进行实际测试，以确定保险丝承受脉冲条件的设计能力。
在选择熔断器时，应对被保护电路所承受的脉冲和冲击电流进行分析和计算，主要包括：产生时（通电、断电等）、脉冲大小（峰值电流，持续时间＜10ms）、脉冲波形以及产品生命周期中可能发生的最大次数（100000、10000、100等）。
对于具有慢启动电路的设计，需要特别考虑慢启动电路是否会产生显著的浪涌电流
此外，如果电路中使用47uF以上的电容器，则需要特别考虑电压变化期间产生的浪涌电流是否会对保险丝造成重大影响。
