杏彩注册-杏彩平台【官网】主管QQ1874355187--保险丝（FUSE）介绍
作用
最早的保险丝于一百多年前由爱迪生发明，由于当时的工业技术不发达白炽灯很贵重，喜乐在线所以，最初是
将它用保险丝来保护价格昂贵的白炽灯的。保险丝保护电子设备不受过电流的伤害，也可避免电子设备因
内部故障所引起的严重伤害。因此，每个保险丝上皆有额定规格，当电流超过额定规格时保险丝将会熔断。
当介于常规不熔断电流与相关标准规定的额定分断能力（的电流）之间的电流作用于保险丝时，保险丝应
能满意地动作，而且不会危及周围环境。保险丝被安置的电路的预期故障电流必须小于标准规定的额定分
断能力电流，否则，当故障发生保险丝熔断时会出现持续飞弧、引燃、保险丝烧毁、连同接触件一起熔融、
保险丝标记无法辨认等现象。当然，劣质保险丝的分断能力达不到标准规定的要求，使用时同样会发生危
害。
工作原理
当电流流过导体时，因导体存在一定的电阻，所以导体将会发热。且发热量遵循着这个公式：
Q=0.24I2RT；其中Q是发热量，0.24是一个常数，I是流过导体的电流，R是导体的电阻，T是电流流
过导体的时间；依此公式我们不难看出保险丝的简单的工作原理了。
一种保险丝
当制作保险丝的材料及其形状确定了，其电阻R就相对确定了（若不考虑它的电阻温度系数）。当电流流
过它时，它就会发热，随着时间的增加其发热量也在增加。电流与电阻的大小确定了产生热量的速度，保
险丝的构造与其安装的状况确定了热量耗散的速度，若产生热量的速度小于热量耗散的速度时，保险丝是
不会熔断的。若产生热量的速度等于热量耗散的速度时，在相当长的时间内它也不会熔断。若产生热量的
速度大于热量耗散的速度时，那么产生的热量就会越来越多。又因为它有一定比热及质量，其热量的增加
就表现在温度的升高上，当温度升高到保险丝的熔点以上时保险丝就发生了熔断。这就是保险丝的工作原
理。们从这个原理中应该知道，您在设计制造保险丝时必须认真地研究您所选材料的物理特性，并确保它
们有一致几何尺寸。因为这些因素对保险丝能否正常工作起了致关重要的作用。同样，您在使用它的时候，
一定要正确地安装它。
构成
基本构成
一般保险丝由三个部分组成：一是熔体部分，它是保险丝的核心，熔断时起到切断电流的作用，同一
类、同一规格保险丝的熔体，材质要相同、几何尺寸要相同、电阻值尽可能地小且要一致，最重要的是熔
断特性要一致；二是电极部分，通常有两个，它是熔体与电路联接的重要部件，它必须有良好的导电性，
不应产生明显的安装接触电阻；三是支架部分，保险丝的熔体一般都纤细柔软的，支架的作用就是将熔体
固定并使三个部分成为刚性的整体便于安装、使用，它必须有良好的机械强度、绝缘性、耐热性和阻燃性，
在使用中不应产生断裂、变形、燃烧及短路等现象
灭弧装置
电力电路及大功率设备所使用的保险丝，不仅有一般保险丝的三个部分，而且还有灭弧装置，喜乐因为这
类保险丝所保护的电路不仅工作电流较大，而且当熔体发生熔断时其两端的电压也很高，往往会出现熔体
已熔化（熔断）甚至已汽化，但是电流并没有切断，其原因就是在熔断的一瞬间在电压及电流的作用下，
保险丝的两电极之间发生拉弧现象。这个灭弧装置必须有很强的绝缘性与很好的导热性，且呈负电性。石
英砂就是常用的灭弧材料。
熔断指示装置
另外，还有一些保险丝有熔断指示装置，它的作用就是当保险丝动作（熔断）后其本身发生一定的外
观变化，易于被维修人员发现，例如：发光、变色、弹出固体指示器等。
分断能力
当介于常规不熔断电流与相关标准规定的额定分断能力（的电流）之间的电流作用于保险丝时，保险
丝应能满意地动作，而且不会危及周围环境。保险丝被安置的电路的预期故障电流必须小于标准规定的额
定分断能力电流，否则，当故障发生保险丝熔断时会出现持续飞弧、引燃、保险丝烧毁、连同接触件一起
熔融、保险丝标记无法辨认等现象。当然，劣质保险丝的分断能力达不到标准规定的要求，使用时同样会
发生上述的危害
分类
按保护形式分，可分为：过电流保护与过热保护。用于过电流保护的保险丝就是平常说的保险丝（也
叫限流保险丝）。用于过热保护的保险丝一般被称为温度保险丝。温度保险丝又分为低熔点合金形与感
温触发形还有记忆合金形等等（温度保险丝是防止发热电器或易发热电器温度过高而进行保护的，例如：
电吹风、电熨斗、电饭锅、电炉、变压器、电动机等等；它响应于用电电器温升的升高，不会理会电路的
工作电流大小。其工作原理不同于限流保险丝）。
按使用范围分，可分为：电力保险丝、机床保险丝、电器仪表保险丝（电子保险丝）、汽车保险丝。
按体积分，可分为：大型、中型、小型及微型。
保险丝
按额定电压分，可分为：高压保险丝、低压保险丝和安全电压保险丝。
按分断能力分，可分为：高、低分断能力保险丝。
按形状分，可分为：平头管状保险丝（又可分为内焊保险丝与外焊保险丝）、尖头管状保险丝、铡刀
式保险丝、螺旋式保险丝、插片式保险丝、平板式保险丝、裹敷式保险丝、贴片式保险丝。
按熔断速度分，可分为：特慢速保险丝（一般用TT表示）、慢速保险丝（一般用T表示）、中速保
险丝（一般用M表示）、快速保险丝（一般用F表示）、特快速保险丝（一般用FF表示）。
按标准分，可分为：欧规保险丝、美规保险丝、日规保险丝。
按类型分，可分为：电流保险丝（贴片保险丝、微型保险丝、插片保险丝、管状保险丝），温度保险
丝（RH[方块型]、RP[电阻型]、RY[金属壳]），自恢复保险丝（插件、叠片、贴片）
自复保险丝：
零功率电阻低：自复保险丝自身阻抗较低，正常工作时功率损耗小，表面温度低
过流保护速度快：自复保险丝由于自身材料特性，过流状态响应速度比其它过流保护装置快得多
自锁运行：自复保险丝在过流保护状态，以极小的电流锁定在高阻状态，只有切断电源或过电流消失
后，才会恢复低阻状态
自动复位：自复保险丝在起到过流保护作用后(故障排除)自行复位，无需进行拆换
耐大电流：自复保险丝有极好的耐大电流能力，有的规格可承受100A电流冲击
应用：PPTC的应用范围很广，可以用在各种电子产品、通讯产品、电源供应器等
贴片保险丝：
相关说明
1.正常工作电流在25℃条件下运行，保险丝的电流额定值通常要减少25%以避免有害熔断。大多数传
统的保险丝其采用的材料具有较低的熔化温度。因此，该种保险丝对环境温度的变化比较敏感。例如一个
电流额定值为10A 的保险丝通常不推荐在25℃环境温度下在大于7.5A 的电流下运行。
2．电压额定值保险丝的电压额定值必须等于或大于有效的电路电压。一般标准电压额定值系列为32V、
3．电阻保险丝的电阻在整个电路中并不重要。由于安培数小于1 的保险丝电阻只有几个欧姆，所以
在低压电路中采用保险丝时应考虑这个问题。大部分的保险丝是用温度系数为正的材料制造的，因此，就
有冷电阻和热电阻之分。
4．环境温度保险丝的电流承载能力，其实验是在25℃环境温度条件下进行的，这种实验受环境温度
变化的影响。环境温度越高，保险丝的工作温度就越高，其寿命也就越短。相反，在较低的温度下运行会
延长保险丝的寿命。
5．熔断额定容量也称为致断容量。熔断额定容量是保险丝在额定电压下能够确实熔断的最大许可电流。
短路时，保险丝中会多次通过比正常工作电流大的瞬时过载电流。安全运行要求保险丝保持完整的状态(无
爆裂或断裂)并消除短路。
常用保险丝规格
智能电子保险丝
对于大多数采用电感的非同步整流升压型开关变换器，其输入和输出之间都存在一条直流通路，如图
1 所示。该通路的存在会造成两种不良后果：其一，一旦输出短路或严重过载时间超出几百毫秒将导致二
极管（通常为肖特基二极管）过热损坏；其二，当由于某种原因，比如人为关闭，使开关振荡电路停止工
作，负载端仍然有电压存在，只是比输入端低一个二极管的管压降而已，这时输出仍会消耗能量。除此之
外，如果该残存电压低于负载稳态工作电压范围，将使电路处于不确定状态。
对于输出电流相对较小的应用场合（小于5A），利用单片电流模式控制器和高端电流取样技术，上述
两个问题都可以很好地解决。在这些电路中，二极管被一同步整流开关三极管取代，因此通过关闭内部开
关三极管就可把输入输出通路截断，这样一来，负载端对输入端来说就呈高阻状态，而这正是所希望的结
果。在正常工作状态，电路内部的高端取样电阻对负载电流周期性地进行采样，因此避免了因过流导致灾
难性后果出现。因此，内部过热保护电路为变换器提供了安全工作区（SAO）。
其中MAX668 是一个开关控制器，由它完成升压功能。电流反馈型升压控制器（MAX668）驱动低端逻
辑电平N 沟道增强型MOSFET，该开关管通过低端电流取样电阻到地。高端开关是一肖特基二极管，选择
它主要是它具有低的正向导通压降。由图可见，升压变换器的拓扑基本结构未被破坏。本应用中，MAX668
把3.3V 电压变为5V，负载电流可达3A。
其中P 沟道增强型MOSFET——Q1 是实现负载断路的关键元件。当MAX668 在关闭模式时，二极管
D1 仍然导通，使得MAX810L 的电源端的电压为3.3V 减去二极管D1 的管压降。由于MAX810L 的复位门
槛电平为4.65V，因此其RESET 端输出为高电平，迫使Q1 关断，从而使负载与输入电源断开。MAX668
通过外部反馈电阻网络设定5V 输出电压。当输出电压超MAX810L 的复位门槛电平时，其内部单稳电路开
始工作并延时约240ms。之后，MAX810L 的输出变低，使Q1 导通。
Q1 导通之后，MAX810L 一直监测输出电压以确定输出是否过流。过载将会导致输出电压下降，当它
低于MAX810L 门槛电平时，MAX810L 的输出经过20μ s 的延迟后由高变低，从而关断Q1 并使负载断开。
由于MAX668 的升压作用，MAX810 电源端电压又会高于其门槛电平，240ms 的复位延迟时间后，MAX810L
输出再次由高变低，开通Q1 并自动再次连通负载。上述过程会一直周期性重复下去，除非移去多余负载
或将MAX668 关闭使其停止工作。因此MAX810L 和开关Q1 一起构成了一个固态开关（电子保险丝）。
MAX810L（微功耗器件）具有非平衡推挽输出级。当对外输出电流时，它等效于一个6kΩ 电阻；当
从外汲取电流时，它等效于一个125Ω 的电阻。当导通或关断Q1 时，由于MAX810L 的电阻阻止了Q1 的
密勒电容和栅源电容快速充放电，因此使开关瞬态过程得以减慢。假定Q1 总的等效电容为5000pF 时，
则MAX810 汲取电流时（等效于125Ω 电阻）大电流三极管的RC 电路的时间常数约为0.6μ s。整个导
通过程电压瞬态响应时间大约为10RC=6μ s。完全关断同样开关Q1 的时间大约是完全导通时间的48 倍。
当外部负载或C2 在启动瞬间要汲取较大电流时，快速导通Q1 可能使MAX810 输入电压低于其复位门
槛电压从而导致复位出现，因此在图2 基础上再增加一RC 网络以减缓其开通过程，合适地选择R、C 可使
负载连接过程延续到几个MAX668 开关工作周期，使MAX668 的输出电压一直高于MAX810 的复位门槛电
压。假如R、C 使Q1 的导通时间延长，同时也延长了关断时间。因此需要在电阻上并联一肖特基二极管，
以加速当负载过载时关闭Q1 的进程。
为了获得增强型通道及较低的导通电阻，上述电路均需要采用逻辑电平控制的P 沟道MOSFET，如果
Q1 的导通电阻值较大且在其两端产生较大的压降（特别是低输出电压应用场合或负载离电源的距离较远
时），则应该从Q1 漏极端反馈电压调节输出。设计电路时，必须最小化寄生参数同时仔细考虑电路布局。
利用一个SOT23 封装的低电压模拟开关（MAX4544）可实现上述远端调节，该开关受控于MAX810L 的输
出，如图4 所示。
根据MAX4544 产品参数，其最低工作电压为2.7V。由于输入电压为3.3V，而肖特基的正向管压降
为0.3V，因此即使该升压变换处于关闭模式，MAX4544（及MAX810）也处于工作状态。此时，MAX810
公共端相连的电阻网络为MAX668 提供反馈电压。由于5V 电压时MAX4544 的导通电阻最大可达60Ω ，
因此为了得到最小输出电压误差，反馈电阻的取值应该很大。由于3V 工作电压时，MAX4544 的导通电阻
仅为120Ω ，因此开关MAX4544 引入的误差电压很小，即使低输出电压也是如此。
当使能升压变换器，且其输出电压超过MAX810 的复位门槛电平并经过复位延迟后，MAX810 的输出
将由高变低，使Q1 导通，连通负载。同时，MAX810 输出的低电平使MAX4544 的COM 端与NC 端（常闭
端）接通，使得反馈电阻由Q1 的源极切换至Q1 的漏极，从而允许从远离变换器的负载端对输出电压进行
调节。
