FUSE选型
其大致的意思是一样的,在25℃的环境温度下,建议经过fuse的电流不要大于fuse额定电流的75%,UL会以此作为fuse认证时候的测试条件。
这里岔开说一点,在另一个fuse的安规认证IEC中,我并没有找到类似的描述,所以理论上来说符合IEC认证的fuse是可以工作在100%额定电流下的。但我个人还是强烈建议按照UL的标准做25%的降额,理由很简单,因为更小的电流意味着fuse的发热更少,温度更低,这对fuse的寿命和可靠性会有比较大的好处。
2. fuse额定电压的选取

– A fuse:85%
– B fuse:97%
– C fuse:65%
注意,这里的derating针对的是fuse的额定电流。

那么到这里,我们就可以给出fuse额定电流选型的计算方法:
fuse的额定电流 = 正常工作电流/0.75/derating
假设电路中的正常工作电流为10A, Ta=60℃,让我们来试着计算一下A,B,C这3颗不同的fuse,分别需要选择多大的额定电流才合适呢?
– A fuse = 10/0.75/0.85 = 15.68A,可选额定16A的fuse
– B fuse = 10/0.75/0.97 = 13.74A,可选额定15A的fuse
– C fuse = 10/0.75/0.65 = 20.51A,可选额定20A的fuse
细心的朋友可能已经发现,fuse的derating曲线越是陡峭,需要选择的额定电流就越大;反之,fuse的derating曲线越是平缓,需要选择的额定电流就越小。这其实可以从一个侧面反映出fuse的好坏,一般来说我们都会建议选择温度降额比较小的fuse,因为那意味着它的性能更稳定,不易受外界温度的影响。
4. fuse的过流保护(即时间-电流曲线)
X轴表示电流;Y轴表示熔断时间

假设故障电流是100A,在X轴找到100A, 画一条垂直于Y轴的线,会和三条T-C curve有三个交点,交点水平移动到Y轴可以分别得到三个时间。这三个时间就是这三颗fuse在同样100A的条件下分别对应的熔断时间。
(1) 606040(40A fuse) ->熔断时间:4.5s
(2) 606050(50A fuse) -> 熔断时间:25s
(3) 606063(63A fuse) ->熔断时间:150s
可以看出,额定电流越大的fuse,在相同电流的条件下,熔断时间越长。工程师在设计阶段,可以通过T-C curve来大致估计fuse在不同故障电流下的熔断时间;也可以比较两颗不同的fuse在相同故障电流下的熔断时间。这些都可以帮助他们来做更好的设计和选型。当然需要注意的一点是,厂家提供的T-C curve一般都是室温(25℃)下的平均数据,所以在实际使用中,需要根据不同的环境来考虑一些降额。(另外,上图中还有一条蓝色的40A的线,它和三条T-C curve都没有交点,这表示在40A的条件下,这三颗fuse在10000s的时间内都不会熔断)
最后,再多说一点关于fuse的快断和慢断的问题。
首先,只有IEC 60127这个标准里,对fuse是有明确的非常快断、快断、慢断、非常慢断的定义。如下表:

那么也就是说,fuse需要按照这个标准来测试,才会有快断,慢断的区分。但这个标准并不适用于所有的fuse,或者说很多fuse都是在这个标准对象外的,这样的话也就无法明确定义fuse的快断或者慢断了。所以,现在你会看到越来越多的fuse不会在datasheet里做快断或者慢断的定义,取而代之的是给你I^2t的参数以及T-C curve,让你自己来评估熔断时间,看是否能够满足设计要求。这种做法其实更贴近实际应用也更合理。
Breaking Capacity= B.C.
上述两个词组都有可能会出现在fuse的datasheet中,意思都一样,表示fuse的分断能力。
选型的标准是,电路中的最大故障电流(或者说短路电流)必须小于fuse的分断能力。这是一项安规测试,用来表示fuse在某一电压下能安全分断的最大电流,安全指的是不起火、不冒烟、不爆炸。
需要注意以下几点:
(1)分断能力会随着电压的改变而改变,datasheet中给出的一般都是fuse最大工作电压下的分断能力。如需其他电压下的分断能力,则需要重新评估。一般来说,对于同一颗fuse,电压和分断能力成反比,即电压越高分断能力越小;电压越低分断能力越大。
(2)AC和DC电压下的分断能力会有比较大的差异,一般来说,AC的分断能力会远大于DC的分断能力。原因是AC电压有过零点,这会有助于fuse熔断时候的灭弧,而DC电压则没有。参考下图:
IR =50kA@500VAC vs IR = 20kA@500VDC

(3)一般来说,fuse的尺寸和分断能力成正比,即尺寸越大分断能力越大;尺寸越小分断能力越小。(参考下图)
![]()


看下面这个实际的例子,pulse波形非常接近“E”, Ip=8.0A, t=0.004s

pulse I^2t =1/5 x 8^2 x 0.004 = 0.0512A^2s
结束了?别急还没完!fuse每次承受pulse冲击的时候是会产生损耗的,这是物理特性所决定的,没有办法。所以我们还需要考虑pulse次数的问题。下图给出的是pulse次数和pulse I^2t/fuse I^2t之间的关系。

这里我们考虑最严苛的100,000 pulse的次数, 那么
fusefuseI^2t=pulseI^2t/0.22=0.0512/0.22=0.2327A^2s
所以我们需要选择I^2t > 0.2327A^2s的fuse,才能避免其被pulse产生的能量所熔断。当然,考虑到产品的公差以及环境温度等因素,在实际选型中往往会考虑更多的余量。比如这个例子中,如果再额外考虑50%的余量,那么I^2t > 0.2327/0.5 = 0.4654A^2s
让我们来对比下面两颗fuse A和fuse B的datasheet参数

FuseA:32VDC/2.5A/IR=50A, I^2t=0.1560A^2s<0.4654A^2s
FuseB:32VDC/2.5A/IR=50A, I^2t=0.65A^2s>0.4654A^2s
可以看到,两者除了I^2t其余参数都是相同的,而在这个例子中fuse B显然是更好的选择,因为他的I^2t大于我们刚才计算得到的0.4654A^2s
![]()
(2)SMT fuse(贴片保险丝)
0402,0603,1206,2410 这些是和贴片电阻,电容相同的封装,一般电流较小(<10A)如下图:
![]()
10.1×3.12×3.12(mm),12.1×4.5×4.5(mm),10x10x6(mm)这些是比较特殊的大尺寸SMT fuse,一般电流较大(>10A),如下图:

IEC/EN 仅仅制定认证标准,不自己颁发证书,而是由欧洲各个国家的认证机构来颁发其相应的证书。如比较常见的TUV、VDE。
下面两张图展示了全球不同地区和国家的标准、安规以及符号,供大家参考。(图片来源于Littelfuse)


Axial lead轴向引线:需要对引线进行整形后再使用
THT通孔直插:PCB通孔焊接
Bolt down螺栓固定:需要配合螺丝和底座来进行安装和固定
SMT贴片:PCB表贴焊接


