高分子自恢復保險絲與玻璃管保險絲和陶瓷館保險絲的區別和選型方法
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chiptcr 發布時間：2011-11-02 16:54:37 訪問次數：1138
一. 保險絲的分類
保險絲是一種故意設置在電路中對電流敏感的薄弱環節的元件，在電路正常工作時，它對所保護的電路沒有影響，它阻值小，最好沒有阻值，沒有功率消耗。當電路異常，電流過大或電路出現短路時能夠迅速的切斷電源，保護電路和其他的元器件。保險絲有很多種類型，常用的保險絲主要可分為玻璃管保險絲（低分辨能力）、陶瓷管保險絲（高分辨能力）和高分子自恢復保險絲（PPTC塑料聚合物制成）三類。
二. 保險絲的性能和參數
1、額定電壓
額定電壓是指保險絲斷開后能承受的最大電壓。保險絲接通時期兩端所承受的電壓遠遠小于其額定電壓，在選用保險絲時一般均要求其額定電壓要大于有效的電路電壓。
2、額定電流
額定電流是保險絲能長期工作的最大電流。假設保護電流為Ir，應該選用保險絲的額定電流為In，則兩者應滿足以下條件In=Ir/(fo*f1)，fo為對不同規范保險絲的折減率，對ICE規范的保險絲可以不加折減率，即fo=1，對UL規范的保險絲，折減率fo=0.75。f1為考慮溫度后的折減率，環境溫度越高，保險絲工作時就越熱，壽命就越短。這里要著重說明的是指圍繞著保險絲周圍的空氣溫度，不應與室溫相混淆。不管是UL規范還是ICE規范，保險絲的各項要求都是在室溫25℃條件下制定的，就不需考慮家一定的折減率。顯然不同環境溫度，保險絲的折減率也不一樣。下圖給出的是不同特性的保險絲在不同溫度下的折減率，曲線A對應于玻璃管保險絲（滿熔斷絲：低分辨能力），曲線B陶瓷管保險絲（特快熔、快熔斷保險絲和螺旋式繞制的保險絲：高分辨能力）曲線C對應高分子自恢復保險絲（PPTC塑料聚合物制成保險絲）
由曲線可以看出熔斷保險絲的材料具有較低的融化溫度，對環境溫度比較靈敏其折減率比較大，而聚合物自恢復式保險絲對溫度十分敏感，所以它隨溫度折減率最大。
采用這件率后，既能保證電路的安全運行，又能使保險絲安全長壽的工作。
例如：某電路額定電壓為12V，正常工作電流為2A，如果采用高分子PPTC自恢復式保險絲要求符合UL規范的保險絲，要求該保險絲長期工作在90℃，則所選用的保險絲額定電流為 In=Ir/(fo*f1)=2/(0.75*0.4)=6.6A，所以推薦使用16-700自恢復保險絲。
如果采用高分子PPTC自恢復式保險絲要求符合ICE規范的保險絲，要求該保險絲長期工作在90℃，則所選用的保險絲額定電流為 In=Ir/(fo*f1)=2/(1*0.4)=5A，所以推薦使用16-500自恢復保險絲。
很顯然選用保險絲額定電流太大，當遇到異常情況時，保險絲很難熔斷達不到保險的目的，如果選擇的額定電流太小，即使未遇到異常情況保險絲也會保護，使電路無法正常工作。 鎮流器
日光燈需要一個鎮流器產生高電壓和大電流來點著。鎮流器控制日光燈的電氣特性。開燈時電子鎮流器在燈的兩端產生高壓沖擊使燈點著，在電子鎮流器中形成自振蕩電路，該振蕩電路由晶體管控制。許多電子鎮流器是由于燈的原因而發生故障。當燈被短接、達到使用期限或燈被取開時，會出現過流情況，而導致燈的陰極開路。由于功率因數緣故，負載電阻變低。在起動期間，鎮流器在非正常工作電流、高振蕩頻率狀態下工作三次以上；開關電路產生過電流而導致鎮流器發生故障。
自恢復保險絲可提供燈在達到使用期限時的保護和晶體管的故障保護。由于鎮流器經常 因為晶體管的上下端電壓開關同時打開而發生故障，所以對晶體管的故障保護是具有重要意義的。
首先，自復保險絲具有可自動復原的性能，可減少產品的返修和服務的次數，從而降低成本。其次，因為自復保險絲能在極端時間內動作，以保護到電路中一些比較敏感的電阻，使鎮流器的可靠性和使用壽命得以提高。第三，自復保險絲的功耗非常低，在正常電流工作狀態下不會出現極端發熱的現象而消耗能源。在正常工作電流下阻值非常小（通常只有零點幾歐）因而不會形成振蕩電路。第四，自復保險絲的體積小，在電路板上占用的空間小，便于設計。 變壓器
帶有變壓器的電源設備的故障主要是由于過流產生的，而導致過流的原因通常是電路短路或負載減小;發生故障時會導致電路冒煙、著火，以至于損壞電路以及接口。低壓鹵化燈結構的燈體的變壓器常由于短路而產生故障。如果變壓器和燈體之間安裝和連接不正當，就更易于損壞。由于燈是并聯使用的，短路時電流特別大。把自復保險絲安裝在變壓器的第二線圈上可防止短路和過載故障。 喇叭
喇叭系統的保護要求比較嚴格。普通保險絲在喇叭中僅起一次性的保護作用，使產品的返修率上升；另外，額外的保險盒和電線使制造商的成本增加。還有，使用的保險絲還必須符合規格，錯誤規格的保險絲會使喇叭受損。安裝斷路器也是一個解決的方法；但是，在它們還沒有斷開前，在開始斷開時會制造噪音。所以，最好的選擇是自復保險絲自復保險絲元件。自復保險絲在斷開狀態（呈高阻態）時相當于一個軟開關，在故障消除時，會自動恢復到低阻通路的狀態。 電池
a、手機電池組：手機電池組關鍵在于它本身的應用特性，這種電池是被裝于一個又小又輕并且很窄的盒子里面。（NICD、NiMH、Li-ION）這三種主要的化學電池都是裝于這種世界通用的盒 子里面的。現在常用的電池組的工作電壓小于10V，最大充電電壓為16V，最新品種的電池組的工作電壓甚至更低，在3~4V之間。這意味著電池組的包裝的改變非常快，從焊接的帶狀發展到印刷電路板上的貼裝元件。電池組都需要電路保護裝置，如VTP210G，能夠在60C時把電流保持在1安培左右。保護電路的阻值越低，能源的損耗越小，元件選擇的空間也越大。
b、無繩電話電池：無繩電話通過的電流和電壓比較小。SRP120、LTP070和LTP100都是很好的過流保護元件。
c、無線電通信電池：無線電通信用的電流比手機電池的電流大，比手提電腦的工作電流小。LR4系列的工作電流為7.3安培,體積小、重量輕，非常適合這方面的應用。具有大工作電流的SRP或LTP系列也可適用。 化學電池
化學電池的應用越來越廣，這些元件的應用將會使電池組有了一個更好、費用更低的保護裝置。
A、NiCD電池：低阻抗、化學特性穩定的NiCD電池沒有像NiMH和Li-ION電池那樣對過電流那么敏感。但由于損耗低，應用還很廣泛。然而，在短路或過電流狀態，它們的低內阻會導致較高的電流通過。通常這些電池的故障原因都是過流，而不是過熱，由任何電池材料應用的產品都適用。
B、NiMH電池：NiMH電池比NiCD電池有更高的能源密度。當超過90C時，這些電池更易退化。用VTP或LTP比SRP/LR4材料更適合保護該種電池。根據電池的設計方法，SRP和LR4都可對該電池進行保護，但用LTP、VTP時的導熱性能更強。 C、Li-ION電池：在所有的化學電池中，Li-ION電池的能源密度最大，化學特性最為敏感。在使用和充電時，需裝有電路保護裝置。現在常用的保護裝置是一個集成電路，但這不是最安全的，因為該集成電路的本身也可能會造成短路或其CMOS啟動失敗使保護裝置不安全。當超過90C時，Li-ION電池也會開始退化，由于這種電池的電壓最大，因此電路保護的要求就更嚴格了。雖然LTP、SRP等系列已早用于該電池中，但最合適的PTC元件時VTP；對于大容量的Li-ION電池，LR4系列的動作時間更短，比SRP系列更適用。
1、自復保險絲在可充電電池組中的應用
1）、問題與分析：NICD、NiMH、Li-ION常用于移動電話和電腦的特別保護電路中。這些電池組產生故障的原因通常有：正負極終端意外短路；充電器不能停止對已充滿電的電池充電；用錯充電器或電池的極性裝反。把PTC貼片系列串聯安裝于電池組的各個單元中，可對電路提供過流和過溫保護。
2）、保護要求：在發生故障時，移動電話的電壓可達到16V，電腦的電壓可達到24V；其電流可達到100安培。在過充電狀況，電池組需要進行過溫保護，NiCD電池不能超過120C，NiMH和Li-ION電池不能超過90C。
3）、PTC元件的選型：LTP、VTP和LR4常用于移動電話和無繩電話中，具有較高保持電流的SRP、LTP和LR4系列常用于桌面與手提電腦中。對于NiMH電池組，VTP、LTP材料可允許設計者增加熱導保護功能。某些特殊應用的貼片和VTP系列可用于AAA電池單元中。
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