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電路保護:Fuse or PPTC

發(fā)布時間:2014-09-04 責任編輯:stone

【導讀】電子產(chǎn)品設計工程師通常會采用被動保護器件實現(xiàn)過電流、過電壓及過溫保護,但是如果器件的選型不恰當,往往會起不到應有的效果。

隨著人們安全意識的增強,電子產(chǎn)品的可靠性成為產(chǎn)品設計的最重要的考慮因素之一。電子產(chǎn)品設計工程師通常會采用被動保護器件實現(xiàn)過電流、過電壓及過溫保護,但是如果器件的選型不恰當,往往會起不到應有的效果。

前不久在網(wǎng)上讀到一篇關于保險絲的文章《保險絲是不是真的足夠保險?》,認為保險絲存在不能有效保護電路的情況。本文引述其故障電路及分析,如下。該博文描述,當電源損壞時,如果內(nèi)部發(fā)生類似圖1示意位置的短路,短路電流應該燒掉保險絲,但在在實際應用中發(fā)現(xiàn)有時標“爆裂”字樣位置銅皮也會因電流過大燒焦、燒斷,更有甚者有時候居然會出現(xiàn)橋堆的腳都燒斷的現(xiàn)象。

博文作者認為保險絲雖然也熔斷了,但并沒有起到設計所期望的效果,在保險絲熔斷的同時,電源內(nèi)部的短路還是進一步導致了部分電路的損壞。該文作者查閱了如圖2所示保險絲熔斷時間示意圖,認為保險絲是需要熔斷時間的,由于保險絲電阻很小,這個熔斷時間并不短。認為即使使用快燒保險絲,只是加快熔斷速度,還是不能解決問題,而且選了快斷保險絲后,需要考慮通電沖擊電流的影響,如果選擇的電流余量不夠大,沖擊電流會誤燒保險絲,如果電流余量偏大,又會回到類似使用普通保險絲的慢響應狀態(tài)。

博文作者建議解決辦法是在電路中串接歐姆級電阻,利用其壓降降低最大故障電流,或直接燒斷。

電源銅皮爆裂位置示意圖
 
圖1 電源銅皮爆裂位置示意圖
 
電源銅皮爆裂位置示意圖
 
該博文談到的情況是使用者時常遇到的,如博文作者所分析的,基本的原因都是保險絲響應不及時,但是更根本的原因是使用者對于保險絲的選型存在誤區(qū)導致選型不當。在其博文中,220V/30W 的電源,選用 1A 的 Fuse,而工作電流只有 0.14A,其選型的合理性是值得懷疑的。

在保險絲選型時,設計者往往為了避免開機脈沖、溫度折減等造成的保險絲誤動作,而選擇過大額定電流的保險絲,有可能帶來保險絲動作不及時的后果。在保險絲選型的過程中,最好能夠摸清電路能夠承受的最大故障電流、最高工作電流、工作溫度及開機脈沖波形等,專業(yè)的保險絲供應商都可以幫助選擇比較恰當?shù)漠a(chǎn)品型號,實現(xiàn)最佳的保護效果。

當然還有一種更為突出的保護方案,就是采用 TE 的 LVR 系列 PPTC。在如上所示的電源方案中,PPTC 由于保持電流定義及無需考慮脈沖折減等因素,選擇的 PPTC 型號對于的保持電流要遠遠小于保險絲定義的額定電流,考慮60度工況條件,保持電流0.25A的 LVR025S 已經(jīng)可以滿足 220V/30W 的應用要求。

而且由于 LVR025S 初始電阻在 1.3~2.1歐姆,遠遠的高于1A保險絲的電阻,短路發(fā)生時,回路中的故障電流將遠小于使用保險絲的電流。在故障解除后,PPTC 自動恢復,無需更換保險絲,在獲得更優(yōu)的保護效果的同時,降低了維護成本。

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