AEM 科技SolidMatrix? 和 AirMatrix? 保險(xiǎn)絲產(chǎn)品選型指南由代理KOYUELEC光與電子075582574660，82542001提供技術(shù)交流和方案應(yīng)用。

AEM 科技SolidMatrix? 和 AirMatrix? 保險(xiǎn)絲產(chǎn)品選型指南

介紹

本指南說明旨在提供技術(shù)信息，幫助選擇AEM SolidMatrix? 和 AirMatrix?保險(xiǎn)絲產(chǎn)品。因?yàn)閷?shí)際在不同的電路中存在各種其他因素，所以需通過具體測試驗(yàn)證選型結(jié)果。

選型所需參數(shù)

正確選擇一個(gè)AEM SolidMatrix? 和 AirMatrix?保險(xiǎn)絲產(chǎn)品所需要的參數(shù)如下：

最大穩(wěn)態(tài)工作電流

最大工作溫度

最大瞬態(tài)脈沖電流的波形

所需耐受脈沖電流的次數(shù)

過載電流和在該電流下的熔斷時(shí)間

應(yīng)用中可能出現(xiàn)的最大故障電流

最大工作電壓

封裝尺寸

安規(guī)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)

參數(shù)的定義

1. 工作溫度和溫度折減

AEM SolidMatrix? 和 AirMatrix?保險(xiǎn)絲產(chǎn)品的工作范圍是-55°C至+125°C。
保險(xiǎn)絲產(chǎn)品規(guī)格書里的熔斷特性等電氣性能指標(biāo)是在室溫（+25°C）下測試的。如果保險(xiǎn)絲不是工作在+25°C 環(huán)境之下，那么在選型的時(shí)候須參考廠家給出的溫度折減曲線來對保險(xiǎn)絲進(jìn)行溫度折減。圖 1 為我司保險(xiǎn)絲產(chǎn)品的溫度折減曲線。

圖 1 溫度折減曲線

2. 工作電壓（Operating Voltage）和額定電壓（Rated Voltage）

保險(xiǎn)絲的最大工作電壓應(yīng)該在額定電壓之內(nèi)，但不能超過額定電壓。保險(xiǎn)絲的額定電壓是和分?jǐn)嗄芰ο嚓P(guān)的安全指標(biāo)。在這個(gè)電壓下，保險(xiǎn)絲可以安全截?cái)嗖淮笥跇?biāo)稱分?jǐn)嗄芰Φ碾娏鳌?/p>

3. 分?jǐn)嗄芰?（Interrupting Rating）

分?jǐn)嗄芰Φ亩x是在額定電壓下的保險(xiǎn)絲可以安全分?jǐn)嗟淖畲箅娏鳌１ｋU(xiǎn)絲產(chǎn)品的分?jǐn)嚯娏魇且粋€(gè)安全參數(shù)，它必須達(dá)到或者大于電路中的最大故障電流。這樣，保險(xiǎn)絲才會安全熔斷，不產(chǎn)生燃燒、飛弧、爆炸等不安全現(xiàn)象。

4. 工作電流 （Operating Current）和額定電流 （Rated Current, In）

工作電流是電路在穩(wěn)定工作狀態(tài)下的最大電流。AEM SolidMatrix? 和 AirMatrix? 保險(xiǎn)絲產(chǎn)品的額定電流值是規(guī)格書中標(biāo)定的電流值。按照國際標(biāo)準(zhǔn)，保險(xiǎn)絲產(chǎn)品在額定電流條件下工作，必須大于4小時(shí)不會斷開（在環(huán)境溫度+25°C條件下）。為了保證保險(xiǎn)絲長期穩(wěn)定工作，工作電流值需要小于75%的保險(xiǎn)絲額定電流。

5. 脈沖電流的熱熔值（I2t）與脈沖折減（Pulse Derating）

大部分電路由于有儲能器件，如電容或者電感的存在，在接通或者關(guān)閉電源的時(shí)候，都會有較大的脈沖電流。另外在某些電路中因?yàn)槠渌蛘咄獠恳蛩氐木壒剩?a href="http://m.xsypw.cn/tags/電磁感應(yīng)/" target="_blank">電磁感應(yīng)，也能產(chǎn)生瞬時(shí)脈沖。在絕大多數(shù)情況下，用戶都希望保險(xiǎn)絲可以耐受多次脈沖沖擊而不會引起熔斷。

表1是幾種常見脈沖波形的計(jì)算公式。脈沖電流的熱熔值可以通過對脈沖電流波形數(shù)據(jù)的積分計(jì)算得到。

表 1 幾種常見脈沖電流熱熔值計(jì)算

由于脈沖電流通過保險(xiǎn)絲的時(shí)候，會產(chǎn)生熱量，所以雖然單次脈沖的能量不足以使保險(xiǎn)絲熔斷，但多次脈沖沖擊會導(dǎo)致保險(xiǎn)絲熔斷。為了保證保險(xiǎn)絲可以耐受規(guī)定次數(shù)的脈沖電流，需要依據(jù)表2中所示的脈沖折減系數(shù)計(jì)算保險(xiǎn)絲的I2t規(guī)格。如果脈沖發(fā)生時(shí)，保險(xiǎn)絲所處環(huán)境溫度高于室溫（+25°C），須做相應(yīng)的溫度折減。

選型流程

選項(xiàng)參數(shù)中的第1、2 項(xiàng)是穩(wěn)態(tài)參數(shù)，第3-6 項(xiàng)為瞬態(tài)參數(shù)，

穩(wěn)態(tài)參數(shù)

1. 保險(xiǎn)絲額定電流值（In）≥工作電流（I）/75%。
2. 依據(jù)工作溫度，確定溫度折減系數(shù)（K），滿足穩(wěn)態(tài)參數(shù)要求的保險(xiǎn)絲電流值的計(jì)算公式：In≥I/75%/K

瞬態(tài)參數(shù)

3. 計(jì)算脈沖電流I2t，參見表1 幾種常見脈沖電流的熱熔值的計(jì)算。復(fù)雜或非典型的波形可以用數(shù)字示波器的數(shù)據(jù)做積分計(jì)算；
或者用簡化計(jì)算法，用可以完全覆蓋脈沖波形的典型脈沖波形做近似計(jì)算。
4. 脈沖折減，依據(jù)所需耐受脈沖次數(shù)，從表2 查找脈沖折減系數(shù)。
5. 如果脈沖發(fā)生時(shí)環(huán)境溫度會大于室溫，需要做相應(yīng)的溫度折減。
6. 確定可耐受脈沖次數(shù)的保險(xiǎn)絲最小的電流值。

安規(guī)或者電路保護(hù)規(guī)定

7. 確定可以滿足安規(guī)認(rèn)證或者保護(hù)性能要求，例如受保護(hù)IC 的最大I2t 耐受值，保證電纜不會過熱的最大電流和時(shí)間等，的最大
保險(xiǎn)絲規(guī)格。

選擇滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的保險(xiǎn)絲

以上第2、6 步的結(jié)果中較大的保險(xiǎn)絲額定電流值決定了設(shè)計(jì)窗口的下限，第7 步確定了上限。選擇的保險(xiǎn)絲規(guī)格須落在這個(gè)設(shè)計(jì)窗口內(nèi)。

測試驗(yàn)證

以上計(jì)算得到的選項(xiàng)規(guī)格，需要經(jīng)過實(shí)際電路測試驗(yàn)證，特別是要模擬實(shí)際使用的環(huán)境，按照脈沖耐受次數(shù)的要求做全壽命測試。

范例

以下通過一個(gè)實(shí)際案例說明上述的選型流程

電路參數(shù)：

1、最大穩(wěn)態(tài)工作電流：I＝0.6A
2、工作溫度: +65°C
3、最大瞬態(tài)脈沖電流的波形為正弦波，最大電流 Ip ＝45.5A，脈沖寬度 t＝120μSec
4、所需耐受脈沖電流的次數(shù): 100,000次
5、過載電流和在該電流下的熔斷時(shí)間：I=10A，60Sec
6、應(yīng)用中可能出現(xiàn)的最大故障電流：50A
7、最大工作電壓: 12V
8、封裝尺寸: 1206
9、安規(guī)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)：UL Recognized

穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算:

滿足穩(wěn)態(tài)參數(shù)要求的保險(xiǎn)絲最小的額定電流為：In ≥ I／0.75（電流折減系數(shù)） ／K（溫度折減系數(shù)） ＝0.6／75%／90%＝0.89A。這樣額定電流大于或等于1A 的保險(xiǎn)絲可以滿足穩(wěn)態(tài)參數(shù)的要求。

瞬態(tài)參數(shù)計(jì)算:

I2t 計(jì)算：
參見表一的公式計(jì)算脈沖電流的熱熔值。同時(shí)需考慮到環(huán)境溫度對脈沖耐受能力的影響。
脈沖電流的熱熔值：
Ip2t ＝0.5×（45.52A）2×120μSec＝0.1243A2Sec
該應(yīng)用要求保險(xiǎn)絲在+65°C 條件下，須耐受 100,000次脈沖。這樣需要同時(shí)考慮脈沖折減和溫度折減。
If2t ≥ Ip2t／P（脈沖折減）／K（溫度折減）＝0.1243／20%／90%＝0.69A2Sec

比對AEM 產(chǎn)品目錄中的I2t vs t 曲線，滿足120μSec 的熱熔值If2t 大于0.69 A2Sec 的保險(xiǎn)絲規(guī)格是不小于3.5A。這樣，額定電流大于或等于3.5A 的F1206HI系列保險(xiǎn)絲可以滿足瞬態(tài)參數(shù)的要求。

保護(hù)性能要求:

保險(xiǎn)絲需要在10A電流情況下，60秒鐘內(nèi)熔斷。AEM的F1206HI 系列的熔斷特性（Clear-time Characteristics）在200%過載電流時(shí)是小于60 秒。
所以應(yīng)該選用不大于5A的保險(xiǎn)絲。

結(jié)論：

綜合以上計(jì)算結(jié)果，F(xiàn)1206HI 系列的3.5A 至5A 是可以滿足所有要求的產(chǎn)品規(guī)格范圍。
考慮到電路中其他元件的參數(shù)波動也會導(dǎo)致脈沖電流波動，在符合設(shè)計(jì)上下限要求的前提下，建議預(yù)留30%的余量以避免極端條件下保險(xiǎn)絲發(fā)生不正常的熔斷現(xiàn)象。