自恢复保险丝与一次性保险丝相比

时间:2021-11-17 丨 预览:19 人次

01、引用

电路过流保护的主要方式有:一次性保险丝、自恢复保险丝、断路器和继电器。在一些保护要求不高的情况,会使用保险电阻,启动浪涌电流保护时会考虑功率NTC,甚至有些IC会集成过流保护功能。其中,应用最广泛的是自恢复保险丝和一次性保险丝。


02、技术背景

保险丝也称为熔断器,IEC127标准将其定义为“熔断体”。100多年前,由于当时工业技术不发达,爱迪生发明了第一个保险丝来保护昂贵的白炽灯。随着时代的发展,各行各业对熔断器提出了更多的要求,产生了外形/结构/特性/应用等不同的品种(传统的管式熔断器、片式熔断器、汽车插电式熔断器等)。

传统的保险丝安装在电路中,当电路因故障或异常而过流时,保险丝本身熔断,切断电流,保护电路。但由于传统保险丝只能保护一次,熔断时需要更换,导致部分产品在排除故障或异常过电流消失后仍无法恢复工作,自恢复保险丝作为一种新型过流保护装置,具有自动恢复功能,能够满足类似应用的性能要求。


03、自恢复保险丝与一次性保险丝异同比较

一、结构对比:

一次性保险丝通常由三部分组成:

1. 主体是由低熔点金属线或金属薄片制成的熔体,是熔断器核心。

2. 电极端头:连接电路和熔体,导电性能良好。

3. 支架:固定熔体,使三部分成为刚性的整体。

自恢复保险丝(自恢复保险丝分为两种:聚合物PPTC和陶瓷CPTC,下文介绍的均为聚合物PPTC)是由经过特殊处理的聚合物树脂和分布在其中的导电颗粒组成。在正常操作下,聚合物树脂紧密结合晶体结构外部的导电颗粒,形成链状导电电通路,在正常操作下,自恢复保险丝的电阻很低(几十毫欧到几欧)。

二、原理比较

对于自恢复保险丝,正常工作时,流经它的电流产生的热能很小,不会改变晶体结构。当电路发生短路或过载时,大电流产生的热量会熔化聚合物树脂并使基体膨胀,从而分离碳黑颗粒,从而形成Trip的元素。故障排除后,再次冷却结晶,碳黑颗粒再次形成导电通道,恢复低电阻。

至于一次性保险丝,当电流过载或短路时,发热量大于散热量,热量逐渐积聚在熔体上,一旦温度升到保险丝熔点,保险丝熔断,电流切断,故障排除后无法恢复。

具体来说,自恢复保险丝的工作原理是能量平衡。当电流流过自恢复熔断器元件时,由于I2R效应会产生热量,产生的热量会部分散发到环境中,如果不散发,元件的温度会提高。

三、性能参数比较

大多数情况下,一次性保险丝和自恢复保险丝还是有很多区别的,尤其是在内阻/动作时间/安全性能/自恢复性上存在明显区别。


04、应用领域比较

两者都可以用于电路的过电流保护,在很多领域和场合都是相似的,在某些场合,这两种产品都可以使用,也可以相互替换。例如,在过流保护要求不太高的电池保护应用中,这两类产品可以各自领先。

但在IC等一些重要器件的保护应用中,或者电源的输入/输出端,只有一次性熔断器才能胜任其保护功能,这些部件也有较高的阻抗要求。此外,在一些必须停止故障进行维护和故障排除的情况下,也需要使用一次性保险丝。

但在一些需要避免过热烧坏产品的场合,往往需要热插拔操作的接口过流保护,很容易排除故障,非器件故障引起的临时过电流的电路保护选用自恢复保险丝。