電路設計：正確選擇合適的熔絲

中心議題：

●熔絲電路工作條件

●熔絲額定電流和環(huán)境溫度

●熔絲時(shí)間-電流特性

解決方案：

●熔絲也會(huì )隨溫度的變化而降低額定值

●較高的環(huán)境溫度會(huì )影響器件廠(chǎng)商的規定時(shí)間與電流特性之間的關(guān)系

●有感性負載的電路中（電感低于0.9pF）使用斷路容量較高的熔絲

一般而言，電路保護器件通常在電路設計中扮演著(zhù)最不起眼的角色：人們通常都是在完成設計之后才想起它們，而且對其瑣碎的電氣特征不勝其煩。但是，我們目前在電路設計的早期階段就必須開(kāi)始考慮電路設計與選擇合適的保護器件之間的關(guān)系，并且在整個(gè)設計過(guò)程中都要仔細處理這一問(wèn)題。

因此，設計者不但要了解各種類(lèi)型的器件，精通這些器件所具備的不同功能，并且要能夠選擇出最適合于某個(gè)應用的器件。選擇合適的熔絲要確保不影響正常的設備功能，降低設備失效而導致的昂貴維護開(kāi)銷(xiāo)。電路熔絲能夠保護設備的安全，更重要的是，保護用戶(hù)的安全。

設計者必須在設計的早期階段仔細考慮如何選擇合適的熔絲，并且要在整個(gè)設計過(guò)程中處理好這一問(wèn)題。

電路工作條件

要想選擇合適的熔絲，我們首先必須搞清楚熔絲所供電和保護的電路的本質(zhì)特征。必須定義好一些基本的工作參數，例如最大穩態(tài)電壓、電流值和環(huán)境溫度等。此外，我們還有必要掌握可能出現的浪涌電流的峰值以及持續時(shí)間/波形。

額定電流和環(huán)境溫度

與大多數電子元件一樣，熔絲也會(huì )隨溫度的變化而降低額定值。例如，原本在室溫下只需使用1A大小延時(shí)熔絲的電路，在60℃下必須使用1.25A大小的熔絲，以保證電路能夠在較高溫度下正常工作（如圖1所示）。

圖1圖中的下降曲線(xiàn)是中等延時(shí)型（T）和快速響應型（F）熔絲的普通曲線(xiàn)

對于每種熔絲要參考制造商提供的產(chǎn)品詳細曲線(xiàn)說(shuō)明。值得注意的是，熔絲本身有電阻，因此會(huì )產(chǎn)生電壓降和功耗。時(shí)滯型熔絲相比同樣額定值的快速響應熔絲通常具有較低的電壓降和功耗。

例如，一個(gè)額定電流為2A規格為5mm×20mm的延時(shí)型熔絲一般具有60mV的電壓降，但是快速響應型熔絲的電壓降達到了90mV。這是由于時(shí)滯型熔絲具有較厚的熔絲線(xiàn)直徑，從而導致在熔化熔絲時(shí)需要更高的I2t值（即功耗）。此外，這種熔絲是鍍錫的。這意味著(zhù)在正常工作狀態(tài)下，快速響應型熔絲在斷開(kāi)前將會(huì )被加熱到較高的溫度。

熔絲位置

熔絲在電路中的位置也是防止不必要熱量積聚的重要因素。熔絲周?chē)渌骷念?lèi)型及其與熔絲的靠近程度都會(huì )影響局部溫度。

較高的溫度會(huì )影響器件廠(chǎng)商的規定時(shí)間與電流特性之間的關(guān)系。注意，某些會(huì )直接使熔絲退熱的方法，例如增大焊料盤(pán)、散熱器、風(fēng)扇等，都可能改變其原本的性能參數特性。

斷路容量

斷路容量是指熔絲可以安全熔斷的最大故障電流。如果在故障電流超過(guò)斷路容量的情況下使用熔絲，就會(huì )引起電路起火或者更極端的爆炸后果。

例如，不能將一種斷路容量為35A的熔絲用于電源電流最壞超過(guò)35A的場(chǎng)合，但是對于故障電流不超過(guò)35A的場(chǎng)合卻能夠起到充分的電路保護作用。根據預定的參數，保險介質(zhì)決定了可承受的斷路容量極限值。