電機的過(guò)流保護元件如何選擇？

一，電機保護電路在什么情況下選擇采用電流保險絲?

在電路的保護應用中，當發(fā)生單一故障失效，或是并聯(lián)器件發(fā)生的短路情況下，讓保險絲的及時(shí)動(dòng)作斷開(kāi)，保護人身安全，保護高價(jià)重要的元器件是一種十分必要的選擇。

二，電機保護線(xiàn)路對保險絲的技術(shù)參數要求

① FUSE的額定電壓要求大于線(xiàn)路電壓

保險絲根據線(xiàn)路的電流I的大小會(huì )工作在三種工作狀態(tài)下：即正常工作區域，工作盲區和熔斷保護區域，當I值小于1倍保險絲額定電流值In，則保險絲是要求不能斷的，我們稱(chēng)之為正常工作區;而1x In<I<2x ln時(shí)，則視為盲區，保險絲的熔斷時(shí)間難以定義;當I大于2ln以上時(shí)，保險絲工作在熔斷保護區間，根據設計的熔點(diǎn)，可以定義滿(mǎn)足UL安規要求的熔斷特性。保險絲的熔斷狀態(tài)大致如下過(guò)程：

保險絲雖然屬于電流敏感元件，左圖揭示了熔絲在過(guò)流受熱后熔斷的過(guò)程，實(shí)際上在熔斷的瞬間安全與否與額定電壓存在很大的關(guān)系，如發(fā)生飛狐，燃燒，化學(xué)能量外泄均屬于不安全的熔斷。故額定電壓屬于考量的安全指標之一。

②分斷能力(Interrupting Rating)滿(mǎn)足安全切斷電路

規格參數示意圖

根據理論計算，電機線(xiàn)路發(fā)生短路時(shí)的電流Ir=線(xiàn)壓U/ R線(xiàn)路等效阻抗，保險絲的分斷電流必須大于短路電流Ir,才能避免飛狐，燃燒，爆炸的不安全熔斷狀況。因此選擇時(shí)需要參考產(chǎn)品規格書(shū)的分斷能力(Interrupting Ratings)指標。

③ 滿(mǎn)足電機啟動(dòng)瞬間的浪涌電流/能承受電機堵轉的電流峰值

產(chǎn)品應用中，電機啟動(dòng)瞬間，會(huì )產(chǎn)生較大浪涌電流，而如果有發(fā)生電機堵轉現象，電流也會(huì )急速上升，對保險絲的沖擊電流會(huì )根據浪涌的持續時(shí)間t1，線(xiàn)路內阻R，線(xiàn)路電壓U來(lái)決定，要求保險絲在承受200%~400%額定電流的過(guò)載電流時(shí)間稍長(cháng)，因此對熔斷特性提出更高要求，因此需要觀(guān)察規格書(shū)的熔斷曲線(xiàn)是否滿(mǎn)足應用要求。

啟動(dòng)浪涌示意圖

熔斷特性曲線(xiàn)

三、AEM針對電機保護的推薦方案

AEM科技針對電機保護的上述要求，開(kāi)發(fā)了更高規格的電流保險絲產(chǎn)品系列，分別是1206 尺寸的HC 系列(10~40A @35VDC)，CM2822系列(20~125A@75VDC)，滿(mǎn)足對高功率大電流電機的工作要求。

保險絲應用電路圖示例

如圖，F1 保險絲防止后端并聯(lián)的MOSFET等電路元件發(fā)生意外短路事件，及時(shí)斷開(kāi)保護，F2作用于保護供電支路的保護。根據電路功率的計算，一般輸入總端的FUSE F1> F2，AEM的SMD fuse產(chǎn)品陣列中，針對電機電路的Input F1提供1206 HC系列，或者滿(mǎn)足更高功率的CM2822系列供選擇;F2則可以提供應用更廣泛的(0.15A~8A)不同尺寸規格的產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足。

(1)1206HC系列特點(diǎn)

電流規格10~40A，35VDC，350%的過(guò)載熔點(diǎn)設計，滿(mǎn)足大部分的選型應用要求

以電流規格30A保險絲為例，通過(guò)評測保險絲的時(shí)間VS.電流曲線(xiàn)(熔斷特性曲線(xiàn))可以發(fā)現AEM的 HC30A在200%~400%耐浪涌能力更高。如下圖。

(2)邁上更高電流規格的CM2822系列

AEM針對不同電機市場(chǎng)高分斷能力的要求開(kāi)發(fā)出更大電流規格的保險絲產(chǎn)品，電流規格覆蓋20A~125A，125VDC~75VDC的應用場(chǎng)景。

在應用中，可以做到一顆高電流的保險絲替換多顆并聯(lián)應用的情況。

實(shí)際應用中，一般建議客戶(hù)根據電路穩態(tài)電流的最大峰值工作電流來(lái)參考選型，通過(guò)捕捉實(shí)際浪涌電流波形圖進(jìn)行計算浪涌電流的I2t, 對比保險絲的If2t進(jìn)行精確選型。確保保險絲能夠滿(mǎn)足“該熔斷時(shí)及時(shí)熔斷保護，不該熔斷時(shí)不能斷，時(shí)時(shí)保證安全”的應用三原則。

來(lái)源：AEM科技