【導讀】電子產(chǎn)品設計工程師通常會(huì )采用被動(dòng)保護器件實(shí)現過(guò)電流、過(guò)電壓及過(guò)溫保護,但是如果器件的選型不恰當,往往會(huì )起不到應有的效果。
隨著(zhù)人們安全意識的增強,電子產(chǎn)品的可靠性成為產(chǎn)品設計的最重要的考慮因素之一。電子產(chǎn)品設計工程師通常會(huì )采用被動(dòng)保護器件實(shí)現過(guò)電流、過(guò)電壓及過(guò)溫保護,但是如果器件的選型不恰當,往往會(huì )起不到應有的效果。
前不久在網(wǎng)上讀到一篇關(guān)于保險絲的文章《保險絲是不是真的足夠保險?》,認為保險絲存在不能有效保護電路的情況。本文引述其故障電路及分析,如下。該博文描述,當電源損壞時(shí),如果內部發(fā)生類(lèi)似圖1示意位置的短路,短路電流應該燒掉保險絲,但在在實(shí)際應用中發(fā)現有時(shí)標“爆裂”字樣位置銅皮也會(huì )因電流過(guò)大燒焦、燒斷,更有甚者有時(shí)候居然會(huì )出現橋堆的腳都燒斷的現象。
博文作者認為保險絲雖然也熔斷了,但并沒(méi)有起到設計所期望的效果,在保險絲熔斷的同時(shí),電源內部的短路還是進(jìn)一步導致了部分電路的損壞。該文作者查閱了如圖2所示保險絲熔斷時(shí)間示意圖,認為保險絲是需要熔斷時(shí)間的,由于保險絲電阻很小,這個(gè)熔斷時(shí)間并不短。認為即使使用快燒保險絲,只是加快熔斷速度,還是不能解決問(wèn)題,而且選了快斷保險絲后,需要考慮通電沖擊電流的影響,如果選擇的電流余量不夠大,沖擊電流會(huì )誤燒保險絲,如果電流余量偏大,又會(huì )回到類(lèi)似使用普通保險絲的慢響應狀態(tài)。
博文作者建議解決辦法是在電路中串接歐姆級電阻,利用其壓降降低最大故障電流,或直接燒斷。

圖1 電源銅皮爆裂位置示意圖

在保險絲選型時(shí),設計者往往為了避免開(kāi)機脈沖、溫度折減等造成的保險絲誤動(dòng)作,而選擇過(guò)大額定電流的保險絲,有可能帶來(lái)保險絲動(dòng)作不及時(shí)的后果。在保險絲選型的過(guò)程中,最好能夠摸清電路能夠承受的最大故障電流、最高工作電流、工作溫度及開(kāi)機脈沖波形等,專(zhuān)業(yè)的保險絲供應商都可以幫助選擇比較恰當的產(chǎn)品型號,實(shí)現最佳的保護效果。
當然還有一種更為突出的保護方案,就是采用 TE 的 LVR 系列 PPTC。在如上所示的電源方案中,PPTC 由于保持電流定義及無(wú)需考慮脈沖折減等因素,選擇的 PPTC 型號對于的保持電流要遠遠小于保險絲定義的額定電流,考慮60度工況條件,保持電流0.25A的 LVR025S 已經(jīng)可以滿(mǎn)足 220V/30W 的應用要求。
而且由于 LVR025S 初始電阻在 1.3~2.1歐姆,遠遠的高于1A保險絲的電阻,短路發(fā)生時(shí),回路中的故障電流將遠小于使用保險絲的電流。在故障解除后,PPTC 自動(dòng)恢復,無(wú)需更換保險絲,在獲得更優(yōu)的保護效果的同時(shí),降低了維護成本。
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