DQZHAN技術(shù)訊：史上*全的熔斷器原理與作用！
熔斷器其實(shí)就是一種短路保護(hù)器，廣泛用于配電系統(tǒng)喝控制系統(tǒng)，主要進(jìn)行短路保護(hù)或嚴(yán)重過載保護(hù)。
熔斷器一種簡單而有效的保護(hù)電器。在電路中主要起短路保護(hù)作用。
熔斷器主要由熔體和安裝熔體的絕緣管(絕緣座)組成。使用時(shí)，熔體串接于被保護(hù)的電路中，當(dāng)電路發(fā)生短路故障時(shí)，熔體被瞬時(shí)熔斷而分?jǐn)嚯娐?，起到保護(hù)作用。
常見熔斷器
（1）插入式熔斷器
如圖1所示，它常用于380V及以下電壓等級(jí)的線路末端，作為配電支線或電氣設(shè)備的短路保護(hù)用。
（2）螺旋式熔斷器
如圖2所示。熔體上的上端蓋有一熔斷指示器，一旦熔體熔斷，指示器馬上彈出，可透過瓷帽上的玻璃孔觀察到，它常用于機(jī)床電氣控制設(shè)備中。螺旋式熔斷器。分?jǐn)嚯娏鬏^大，可用于電壓等級(jí)500V及其以下、電流等級(jí)200A以下的電路中，作短路保護(hù)。
（3）封閉式熔斷器
封閉式熔斷器分有填料熔斷器和無填料熔斷器兩種，如圖3和圖4所示。有填料熔斷器一般用方形瓷管，內(nèi)裝石英砂及熔體，分?jǐn)嗄芰?qiáng)，用于電壓等級(jí)500V以下、電流等級(jí)1KA以下的電路中。無填料密閉式熔斷器將熔體裝入密閉式圓筒中，分?jǐn)嗄芰ι孕?，用?00V以下，600A以下電力網(wǎng)或配電設(shè)備中。
（4）快速熔斷器
它主要用于半導(dǎo)體整流元件或整流裝置的短路保護(hù)。由于半導(dǎo)體元件的過載能力很低。只能在極短時(shí)間內(nèi)承受較大的過載電流，因此要求短路保護(hù)具有快速熔斷的能力?？焖偃蹟嗥鞯慕Y(jié)構(gòu)和有填料封閉式熔斷器基本相同，但熔體材料和形狀不同，它是以銀片沖制的有V形深槽的變截面熔體。
（5）自復(fù)熔斷器
采用金屬鈉作熔體，在常溫下具有高電導(dǎo)率。當(dāng)電路發(fā)生短路故障時(shí)，短路電流產(chǎn)生高溫使鈉迅速汽化，汽態(tài)鈉呈現(xiàn)高阻態(tài)，從而限制了短路電流。當(dāng)短路電流消失后，溫度下降，金屬鈉恢復(fù)原來的良好導(dǎo)電性能。自復(fù)熔斷器只能限制短路電流，不能真正分?jǐn)嚯娐?。其?yōu)點(diǎn)是不必更換熔體，能重復(fù)使用。
工作時(shí)，熔斷器串連在被保護(hù)的電路中。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時(shí)，熔斷器中的熔斷體將自動(dòng)熔斷，起到保護(hù)作用，*常見的就是保險(xiǎn)絲。
參數(shù)選擇
(1)熔斷器額定電壓應(yīng)符合電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓。熔斷器的工作電壓與其熔管長度及絕緣強(qiáng)度有關(guān)。不能把熔斷器用在高于其額定電壓的回路中去，也不能把大熔片裝到小溶斷管中去。
(2)熔斷器的額定電流應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)回路長期通過的*大工作電流。
(3)熔斷器的極限斷路電流應(yīng)大于流過的*大短路電流。用以保證切斷故障電流時(shí)，不致燒毀熔斷器。
(4)熔件的額定電流應(yīng)按下列三個(gè)條件選擇：
①按正常工作條件選擇：
電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流可達(dá)(4～8)IeD，起動(dòng)持續(xù)時(shí)間約為5～10s。在此條件下，熔斷器既不應(yīng)老化，也不能熔斷。
具體的熔斷器特性應(yīng)按生產(chǎn)廠家供給的曲線，由試驗(yàn)得知，熔斷器的額定電流約為*大通過電流的一半時(shí)，可滿足上述要求。
斷路器
斷路器，俗稱"空氣開關(guān)"，也是一種短路保護(hù)器，當(dāng)過流時(shí)，它會(huì)自動(dòng)跳閘，起到保護(hù)作用；熔斷器、斷路器都是保護(hù)電器。但它們不是一樣.斷路器是總稱，它分為兩種——框架式斷路器和塑料外殼式斷路器?？蚣苁綌嗦菲魉追Q萬能斷路器；塑料外殼式斷路器俗稱空氣開頭。他們具有短路和過載保護(hù)，可重復(fù)使用。壽命一般在幾千次到幾萬次。熔斷器是靠熔體熔化保護(hù)線路的一種電器，不可重復(fù)使用。保護(hù)以后需要更換熔體。
熔斷器與斷路器的區(qū)別
他們相同點(diǎn)是都能實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，熔斷器的原理是利用電流流經(jīng)導(dǎo)體會(huì)使導(dǎo)體發(fā)熱，達(dá)到導(dǎo)體的熔點(diǎn)后導(dǎo)體融化所以斷開電路保護(hù)用電器和線路不被燒壞。它是熱量的一個(gè)累積，所以也可以實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。一旦熔體燒毀就要更換熔體。
斷路器也可以實(shí)現(xiàn)線路的短路和過載保護(hù)，不過原理不一樣，它是通過電流底磁效應(yīng)（電磁脫扣器）實(shí)現(xiàn)斷路保護(hù)，通過電流的熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)（不是熔斷，多不用更換器件）。具體到實(shí)際中，當(dāng)電路中的用電負(fù)荷長時(shí)間接近于所用熔斷器的負(fù)荷時(shí)，熔斷器會(huì)逐漸加熱，直至熔斷。像上面說的，熔斷器的熔斷是電流和時(shí)間共同作用的結(jié)果起到對(duì)線路進(jìn)行保護(hù)的作用，它是一次性的。而斷路器是電路中的電流突然加大，超過斷路器的負(fù)荷時(shí)，會(huì)自動(dòng)斷開，它是對(duì)電路一個(gè)瞬間電流加大的保護(hù)，例如當(dāng)漏電很大時(shí)，或短路時(shí)，或瞬間電流很大時(shí)的保護(hù)。當(dāng)查明原因，可以合閘繼續(xù)使用。正如上面所說，熔斷器的熔斷是電流和時(shí)間共同作用的結(jié)果，而斷路器，只要電流一過其設(shè)定值就會(huì)跳閘，時(shí)間作用幾乎可以不用考慮。斷路器是現(xiàn)在低壓配電常用的元件。也有一部分地方適合用熔斷器。
【熔斷】四類保險(xiǎn)絲知識(shí)掃盲
簡單的系統(tǒng)保護(hù)：
*簡單的電子電路保護(hù)形式是具有恰當(dāng)額定值的保險(xiǎn)絲。為應(yīng)用開發(fā)適當(dāng)解決方案時(shí)，有各種保險(xiǎn)絲可供選擇，包括但不**于快熔斷、慢熔斷、多狀態(tài)以及智能保險(xiǎn)絲等。保險(xiǎn)絲之所以種類繁多，是因?yàn)槊恳豢疃加衅渥陨韱栴}。
快熔斷保險(xiǎn)絲的特點(diǎn)正如其名，熔斷速度快，這意味著故障跳變的可能性很高，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品召回。因此，如果要選擇這種保險(xiǎn)絲，應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)于50%的調(diào)降，也就是說5A的電軌應(yīng)選擇額定值超過10A的保險(xiǎn)絲，以避免應(yīng)用中出現(xiàn)假故障。
慢熔斷保險(xiǎn)絲斷開所需時(shí)間較長，但仍會(huì)出現(xiàn)故障跳變。因此這里也建議執(zhí)行至少50%的調(diào)降。
多狀態(tài)保險(xiǎn)絲有一個(gè)非常好的特性，即錯(cuò)誤**后能夠以極低的成本進(jìn)行高效恢復(fù)。每次跳變后，后續(xù)跳變點(diǎn)閥值就會(huì)降低，也就是說更容易發(fā)生跳變。因此，誤跳變幾率會(huì)隨時(shí)間的推移而升高。
智能保險(xiǎn)絲或三端保險(xiǎn)絲是既可通過指令熔斷，也可因過流而熔斷的器件。通常，這種保險(xiǎn)絲不但成本比以上方案高很多，而且還需要電源電壓保持在一定的高度，才能真正熔斷保險(xiǎn)絲。否則，在出現(xiàn)故障時(shí)所有部件都會(huì)變得很熱，而且可能不會(huì)引起**關(guān)斷。
所有這四種方案都具有會(huì)導(dǎo)致故障跳變的兩大主要問題。首先，它們無法限制上電時(shí)或掉電后進(jìn)入系統(tǒng)的浪涌電流。其次，由于它們都需要調(diào)降，因此可能會(huì)允許充足的電流通過系統(tǒng)故障部位，使故障電路進(jìn)一步發(fā)熱，導(dǎo)致更嚴(yán)重的故障。例如，一個(gè)額定5A的12V系統(tǒng)可能會(huì)試圖使用10A甚至更高額定值的保險(xiǎn)絲。在短路且電源工作良好的情況下，這可能會(huì)為故障電路輸入高達(dá)120W的功率。
浪涌管理
大部分故障跳變都是由浪涌電流導(dǎo)致的。*大限度降低浪涌電流的低成本方法可能是采用一個(gè)P通道FET和幾個(gè)電阻器電容器實(shí)施（圖1）。
當(dāng)然，該電路在開始工作時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)輸入電壓。因此通常要等到檢測(cè)到輸入電源良好的信號(hào)后才能啟動(dòng)電路。圖2給出了一種可行的實(shí)施方案，即采用一個(gè)視窗壓縮器(compactor)來確保12VAC適配器電壓處于10.8與13.2V之間。只要TPS3700等寬泛電源電壓視窗壓縮器能看到適配器處于有效電壓視窗范圍內(nèi)，就可啟用通過Q1的電源路徑。
這可能適用于一部分設(shè)計(jì)，但這些方案也有幾個(gè)固有的問題：
取決于負(fù)載電容的大小，這兩種方案都可能會(huì)超出FET的**工作范圍(SOA)；
一旦啟用就無法限制進(jìn)入負(fù)載的電流；
如果負(fù)載短路，F(xiàn)ET很可能啟動(dòng)失敗。這種情況可能發(fā)生在保險(xiǎn)絲之前，因此*好的緩解方法是使用額定值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于應(yīng)用所需功率耗散的FET，因此，這也是一個(gè)更高成本的解決方案。
