谈谈Fuse选型的实际应用案例
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，由于国内项目通常开发周期较紧要求，工程师的测试重点很少关注到保险丝器件，对其保护功能和效果未进行充分验证，导致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）。
图1
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：
图2
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。
图3
图4
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。
图5
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。
图6
基于以上应用要求之推导计算，可以确定1206sfs300f/32符合应用之要求.
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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）。
图1
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：
图2
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。
图3
图4
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
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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。
图5
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。
图6
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