从台湾“206地震”来看Fuse如何选型？

Fuse作为过流保护器件，已经被广泛地使用在各种电器产品中。但国内相当多设计开发人员对保险丝器件缺乏足够的认知，选型比较随意，通常只简单考虑下器件的工作电压/工作电流参数，就选定了一个规格。而开发周期较紧导致对其保护功能和效果未进行充分验证。致使终端产品投入市场后，产品面临客户各种抱怨。

常见的保险丝选用存在如下几类问题：

1, 保险丝电流规格选择过高，过电流情况下不能及时熔断，保险丝起不到保护效果导致危险发生；

2, 保险丝电流规格选择过低，正常工作条件下，保险丝即发生熔断，造成产品不能正常工作；

3, 保险丝类型选择错误，其耐冲击能力不够，正常应用之冲击条件下即造成保险丝动作熔断，造成产品无法工作；

4, 选择低端或者假冒品牌保险丝，器件性能不符合自身规定参数。不能实现应该有的保护功能。

下面就以一个实际案例，结合TE/FUSE参数特性来谈谈如何选择一款符合实际应用要求的保险丝：

收集终端产品设计/应用对保险丝的要求：

- 产品工作温度范围:-40℃to +85℃

- 正常工作电压范围: 6V to 18V

- 正常工作稳定工作电流=0.36 A/ 正常工作峰值最大电流=1.68A

耐脉冲测试要求：

- 正常开关发生的脉冲冲击测试要求:Imax=12.94A/持续时间200us/开关次数大于 120,000次;

- 24V条件下启动脉冲冲击测试:Imax=27.56A/持续200us/冲击至少5次;

- Pulse 1 脉冲冲击 Imax=7A/持续10ms/500次冲击;

- Pulse 2a 脉冲冲击Imax=23.38A/持续30us/500次冲击.

- 封装要求：1206/贴片

步骤1：确定保险丝稳态额定电流Ifuse

考虑最极端使用情况:

Ifuse=Max Isys/(标准稳态折减*应用温度折减)=1.68A/(0.75*0.85)=2.64A

根据TE/1206/Fuse电流规格表/图1，大于2.64A最接近规格为3A/规格1206SFS300F/32(32Vdc满足应用电压要求).

备注：标准稳态折减：为定值，通常取值=0.75；应用温度折减：可从TE/FUSE 折减曲线图2查得：

步骤2：通过换算实际应用脉冲I2t 值比较步骤1初步选择Fuse 之I2t 值，需满足前者<后者,才是合适的选型.

1), 正常开关发生的脉冲冲击测试要求:Imax=12.94A/持续时间200us/开关次数大于 120,000次;

据上可估算 I2t=0.5x (12.94)2x 200us = 0.0167A2s

考虑应用脉冲循环（可查图3）/温度（可查图2）/电路差异折减（经验值取0.7），折算后 I2t=0.0167/(0.39*0.85*0.7)=0.072A2s

对比查询TE/1206/SFS fuse I2t 曲线图4可知，1.25A规格对应 I2t=0.15已大于应用之 I2t需求，因此更高电流规格3A可以满足应用之要求.

 

2) 24V条件下启动脉冲冲击测试:Imax=27.56A/持续200us/冲击至少5次;

据上可估算 I2t=0.5x (27.56)2x 200us =0.076A2s

考虑应用脉冲循环（可查图3）/温度（可查图2）/电路差异折减（经验值取0.7），折算后 I2t=0.076/(0.83*0.85*0.7)=0.154A2s

对比查询TE/1206/SFS fuse I2t 曲线图4可知，1.25A规格对应 I2t=0.15接近应用需求，因此更高电流规格3A可以满足应用之要求。

3) Pulse 1 脉冲冲击 Imax=7A/持续10ms/500次冲击;

据上可估算 I2t=0.5x (7)2x 10ms =0.245A2s

考虑应用脉冲循环（可查图3）/温度（可查图2）/电路差异折减（经验值取0.7），折算后 I2t=0.245/(0.63*0.85*0.7)=0.6536A2s

对比查询TE/1206/SFS fuse I2t 曲线图5可知，1.5A规格对应 I2t=0.8大于应用需求，因此更高电流规格3A可以满足应用之要求.

4) Pulse 2a 脉冲冲击Imax=23.38A/持续30us/500次冲击;

据上可估算 I2t=0.5x (23.38)2x 30us =0.0082A2s

考虑应用脉冲循环（可查图3）/温度（可查图2）/电路差异折减（经验值取0.7），折算后 I2t=0.0082/(0.63*0.85*0.7)=0.0219A2s

对比查询TE/1206/SFS fuse I2t 曲线图6可知，1A规格对应 I2t=0.03大于应用需求，因此更高电流规格3A可以满足应用之要求.