中心議題：

• 熔絲電路工作條件
• 熔絲額定電流和環(huán)境溫度
• 熔絲時間-電流特性

解決方案：

• 熔絲也會隨溫度的變化而降低額定值
• 較高的環(huán)境溫度會影響器件廠商的規(guī)定時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，并且在整個設計過程中都要仔細處理這一問題。

因此，設計者不但要了解各種類型的器件，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銷。電路熔絲能夠保護設備的安全，更重要的是，保護用戶的安全。

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，并且要在整個設計過程中處理好這一問題。

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(shù)，例如最大穩(wěn)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(xiàn)的浪涌電流的峰值以及持續(xù)時間/波形。

額定電流和環(huán)境溫度

與大多數(shù)電子元件一樣，熔絲也會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圖中的下降曲線是中等延時型（T）和快速響應型（F）熔絲的普通曲線

對于每種熔絲要參考制造商提供的產(chǎn)品詳細曲線說明。值得注意的是，熔絲本身有電阻，因此會產(chǎn)生電壓降和功耗。時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，一個額定電流為2A規(guī)格為5mm×20mm的延時型熔絲一般具有60mV的電壓降，但是快速響應型熔絲的電壓降達到了90mV。這是由于時滯型熔絲具有較厚的熔絲線直徑，從而導致在熔化熔絲時需要更高的I2t值（即功耗）。此外，這種熔絲是鍍錫的。這意味著在正常工作狀態(tài)下，快速響應型熔絲在斷開前將會被加熱到較高的溫度。
[page]
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。熔絲周圍其他器件的類型及其與熔絲的靠近程度都會影響局部溫度。

較高的溫度會影響器件廠商的規(guī)定時間與電流特性之間的關(guān)系。注意，某些會直接使熔絲退熱的方法，例如增大焊料盤、散熱器、風扇等，都可能改變其原本的性能參數(shù)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斷路容量的情況下使用熔絲，就會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35A的場合，但是對于故障電流不超過35A的場合卻能夠起到充分的電路保護作用。根據(jù)預定的參數(shù)，保險介質(zhì)決定了可承受的斷路容量極限值。

根據(jù)一般經(jīng)驗，在帶有感性負載的電路中（電感低于0.9pF）最好使用斷路容量較高的熔絲，而在只有電阻/電容性負載的電路中一般使用低斷路容量的熔絲就足夠了。

設備的實際功率因數(shù)會影響器件廠商標稱的額定值。某些廠商還另外提供了不同功率因數(shù)下的斷路容量額定值，以進一步幫助用戶構(gòu)建合適的產(chǎn)品。

時間-電流特性

在某些應用中，當電路達到某一極限時熔絲就會熔斷，這種需求是很容易理解的。例如，靈敏半導體電路通常需要能夠在極短時間內(nèi)熔斷的快速響應型熔絲，而具有較大啟動電流的設備則需要采用延時型熔絲，以防止不必要的停機問題。

在兩種類型的熔絲都可以使用的情況下，我們最好再回過頭來分析一下環(huán)境溫度的影響，然后再做決定。注意，延時型熔絲一般比快速響應型熔絲具有較低的電壓降，因此也具有較低的功耗。適度過電流下(1<2.5In)的熔斷時間也幾乎是這種情況（參見圖2）。在較大過電流下（1=10.0In），延時型熔絲比快速響應型熔絲具有更長的熔斷時間。
                              
                      圖2在適度大小的過電流下快速響應型和延時型熔絲基本上具有相同的熔斷時間

計算熔斷能量

I2t是衡量熔絲熔斷所需能量的一個指標。熔絲熔斷所需的近似時間長度可以用器件廠商所給的I2t值除以預期故障電流的平方得到。

例如，對于I2t=4.5A2s的熔絲，預期故障電流是13A，那么：

ttyp=I2t/I2=4.5A2s/(1.25A×10)2=28.8ms

反過來，如果已知預期故障電流并且確定了希望熔絲熔斷的時間，那么就可以算出所需熔絲的I2t值。一旦得出I2t值，就很容易根據(jù)某種熔絲的性能指標判斷其是否能夠滿足用戶的需求。

備選產(chǎn)品類型

IEC標準涵蓋了各種設備所用微型熔絲的不同尺寸和封裝類型，包括5mm×20mm的筒型熔絲到1206SMD型。不同的端接頭包括抽頭式、通孔式和SMD式，器件包裝有散裝的或者帶盤式包裝的，通常用于芯片熔絲。

IEC標準和UL標準之間有一些獨特的差異，用戶在選擇熔絲時必須根據(jù)國內(nèi)或國外市場考慮其是否兼容這兩種標準。雖然看起來似乎都是1A的熔絲，但是UL標準和IEC標準的熔絲可能無法互換使用。它們的時間電流特性是不同的，當工作在1A電流下時UL標準的熔絲可能熔斷，而按照IEC標準設計的熔絲卻根本不會在1A下熔斷，可能要選擇2A大小的熔絲。

進行最后的選擇

當確定熔絲的額定電壓和電流、斷路容量、時間-電流特性和I2t值，并且確定了所需的包裝類型之后，那么我們就可以最終判斷候選的熔絲是否滿足設計要求。如果要將熔絲安裝在保險絲盒中，那么還必須判斷保險絲盒與熔絲的功耗限制情況。
選擇合適的保險絲盒

有些熔絲需要安裝在保險絲盒內(nèi)以便于更換。保險絲盒還具有其他一些重要的電氣特性：接觸電阻和最大的可容許熔絲功耗。

值得注意的是，保險絲盒與熔絲一樣在較高溫度下會降低額定值。保險絲盒有多種可選樣式，有的可以安裝在設備面板上，其中的熔絲需要用戶來更換，也有夾片式或模塊式，可以安裝在機架上或設備內(nèi)部的PCB上。

這兩種類型的保險絲盒都有快速連接接頭或者PCB接頭，PCB類型有通孔式或SMD連接式。PCB保險絲盒的類型有垂直式或水平式安裝，便于用戶靈活設計機殼。某些類型甚至已經(jīng)預裝好了熔絲，從而加快系統(tǒng)裝配速度，降低安裝成本。