電路保護(hù)是電子行業(yè)關(guān)注的一個(gè)重要問題。雖然簡(jiǎn)單的保險(xiǎn)絲是一種保護(hù)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)方式，但如果保險(xiǎn)絲熔斷，就需要更換。有些應(yīng)用雖然需要電路保護(hù)，但保險(xiǎn)絲熔斷會(huì)對(duì)其造成嚴(yán)重妨礙。以生產(chǎn)組裝點(diǎn)主生產(chǎn)線的控制板為例，如果上面的保險(xiǎn)絲炸開，就會(huì)毫不夸張地出現(xiàn)“生產(chǎn)線停產(chǎn)”的情形。如果使用的保險(xiǎn)絲不合適并且控制板損壞，則會(huì)出現(xiàn)更長(zhǎng)時(shí)間的“生產(chǎn)線停產(chǎn)”情形。

使用自復(fù)位斷路器是使用保險(xiǎn)絲和完全沒有電路保護(hù)之間的完美折衷方案。如果使用保險(xiǎn)絲，有可能會(huì)在更換時(shí)用錯(cuò)保險(xiǎn)絲。而使用斷路器則可以確保在斷路器復(fù)位后獲得正確的電路保護(hù)。控制板將受到保護(hù)，而且斷路器跳閘后也很容易復(fù)位。

本文將介紹一些不同種類的斷路器、用于描述它們的術(shù)語以及潛在的應(yīng)用。

斷路器是一種在過載或短路的情況下自動(dòng)斷開電路的器件。它有一個(gè)“額定電流”值，這是斷路器可在不斷開電路的情況下工作的最大電流。

在Digi-Key網(wǎng)站上可以搜索到額定電流參數(shù)。圖 1 的右上部分顯示了額定電流在“斷路器”頁面上的位置。突出顯示所需的額定電流并選擇左下角紅色的“應(yīng)用篩選條件”按鈕，即可保留所有適用選項(xiàng)而篩選掉其他選項(xiàng)。

斷路器的另一個(gè)重要特征是額定電壓。可以使用額定電壓高于電路上所存在電壓的斷路器。如果電路使用的是 120 VAC，可以使用額定電壓為 250 VAC的斷路器。

斷路器類型

磁斷路器

不同種類的斷路器更適合不同的特定應(yīng)用。液壓延遲磁斷路器適合用于防止短路。它們使用與輸入和輸出串聯(lián)的螺線管工作。

當(dāng)電流進(jìn)入斷路器時(shí)，會(huì)在螺線管周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)。隨著越來越多電流進(jìn)入斷路器，磁場(chǎng)也變得越來越強(qiáng)。到了某一個(gè)時(shí)刻，足夠的電流導(dǎo)致磁場(chǎng)強(qiáng)度足以壓倒內(nèi)部彈簧并釋放斷路器上的閂鎖，從而使電路斷開。

線圈的鐵芯位于密封的圓筒內(nèi)，圓筒中有活塞和放在液壓油中的彈簧。液壓油的粘度決定了斷路器跳閘所需的時(shí)間。這對(duì)于涌流高的應(yīng)用非常有用；它可以讓大電流立即通過而不會(huì)造成誤跳閘。磁斷路器對(duì)溫度不敏感，非常適合氣候多變的環(huán)境。

它們對(duì)電壓敏感，因此 AC 裝置不能代替 DC 裝置。

熱斷路器

熱斷路器的工作方式與磁斷路器略有不同。這種斷路器包含某種雙金屬元件，并有一個(gè)觸頭與其相連。

當(dāng)電流達(dá)到一定值時(shí)，雙金屬片將加熱到彎曲點(diǎn)并打開觸頭，從而切斷電路。通常會(huì)有一個(gè)絕緣體滑入到位，使觸頭保持打開狀態(tài)，直到完成手動(dòng)復(fù)位。

此類斷路器的一個(gè)難點(diǎn)在于它非常依賴于溫度。在較高的工作溫度下，它能處理的電流較小。在較低溫度下的情況恰好相反，斷路器在低于 25°C 的溫度下工作時(shí)，所需電流比公布的跳閘電流要大。此類斷路器通常會(huì)提供關(guān)于環(huán)境溫度補(bǔ)償?shù)恼f明文檔。

通常，熱斷路器跳閘比磁斷路器跳閘所需的時(shí)間稍長(zhǎng)。再看 W57 系列說明文檔，其中還有一個(gè)“時(shí)間與電流跳閘曲線”，以詳細(xì)的圖表顯示不同百分比的過載電流的跳閘時(shí)間。

熱斷路器通常比磁斷路器小，價(jià)格也更便宜。它們對(duì)電壓不敏感，因此同一裝置既可用于 AC 操作也可用于 DC 操作。TE 的W57-XB7A4A10-15便是 15 A 熱斷路器的一個(gè)例子。

熱磁斷路器

熱磁斷路器是熱斷路器和磁斷路器的混合物。它們既包含電磁鐵也包含雙金屬片。該斷路器的熱元件可防止低電平過載，而磁特性可在發(fā)生電流較高的故障（如短路）時(shí)立即跳閘。熱磁斷路器的一個(gè)例子是AmericanElectrical Inc.的UTE100E-FTU-100-3P-LL-UL。

固態(tài)斷路器

固態(tài)繼電器是一種正在努力取代磁斷路器和熱斷路器的新興技術(shù)。這些斷路器以數(shù)字微處理器或微控制器和電流傳感器來代替熱斷路器的雙金屬片和磁斷路器的螺線管操作。

它們對(duì)波形進(jìn)行采樣并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后使用微處理器或微控制器進(jìn)行評(píng)估。這些斷路器的準(zhǔn)確性比磁斷路器或熱斷路器要高得多，但通常也更為昂貴。