保險絲是不是真的足夠保險
發布時間:2019-06-10 責任編輯:wenwei
【導讀】對於功率電子產品,設計上是有保險絲的要求的,因為我有做LED調光電源,今天就以LED電dian源yuan為wei例li來lai說shuo一yi說shuo保bao險xian絲si的de那na些xie事shi兒er,對dui於yu電dian源yuan來lai說shuo,保bao險xian絲si是shi一yi個ge非fei常chang關guan鍵jian的de元yuan件jian,所suo以yi個ge人ren觀guan點dian的de對dui錯cuo,就jiu非fei常chang重zhong要yao,如ru果guo我wo個ge人ren觀guan點dian有you不bu對dui的de地di方fang,嚴yan重zhong感gan謝xie朋peng友you批pi評ping指zhi正zheng。
先發一個免責申明:wenzhongguandianzhixianyujishutantao,bubiaomingzuozhehetaolunzheguandianyidingzhengque,suoyoushejirenshencaichananquandesheji,yiqieyidangdianguibiaozhunweizhun,ruyincankaowenzhongneirongdaozhichanpinshejichuxiananquanwenti,zuozhehetaolunzhebuchengdanrenhezeren。
如(ru)果(guo)按(an)照(zhao)傳(chuan)統(tong)的(de)電(dian)子(zi)學(xue)理(li)論(lun)基(ji)礎(chu),電(dian)源(yuan)前(qian)麵(mian)肯(ken)定(ding)會(hui)串(chuan)聯(lian)一(yi)個(ge)保(bao)險(xian)絲(si),尤(you)其(qi)是(shi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan),當(dang)電(dian)源(yuan)發(fa)生(sheng)短(duan)路(lu)等(deng)異(yi)常(chang)情(qing)況(kuang)時(shi),保(bao)險(xian)絲(si)會(hui)自(zi)己(ji)熔(rong)斷(duan)切(qie)斷(duan)回(hui)路(lu),防(fang)止(zhi)故(gu)障(zhang)影(ying)響(xiang)進(jin)一(yi)步(bu)擴(kuo)大(da)。
zaiwojiechudianyuandeguochengzhong,faxianyigewenti,jiushidianyuanzaigongzuodeshihousunhuai,dianyuanneibudianluduanludaozhidadianliu,anzhaochangguilijiecishiyinggaizhishibaoxiansixunsushaoduan,buhuiyouqitadeyingxiangcaidui。danshizaiwomentongkerendegoutonglejiezhongfaxianbushizheyang,huiyouyidingjilvchuxiankongqikaiguantiaozha、dianyuanbanzouxiantongpibaoliehemaoyandengxianxiang,huaideshihoudongjingbijiaoda,huixiarenyitiao。jiranbaoxiansishaole,anshuoshibuhuichuxianzhexieqingkuangde,kanlaiqizhongyuanyinzhidefenxi。
先上一個示意圖,說明一下是什麼地方的銅皮爆裂,讓大家清楚了問題表征,才好對其進行理解、分析。

圖一 電源銅皮爆裂位置示意圖
當電源損壞時,如果內部發生類似圖一示意位置的短路,就會燒掉保險絲,我們在實際應用中發現有時標“爆裂”字樣位置銅皮也會因電流過大燒焦、燒斷,更有甚者有時候居然會出現橋堆的腳都燒斷的現象。
看kan來lai保bao險xian絲si雖sui然ran也ye熔rong斷duan了le,但dan並bing沒mei有you起qi到dao我wo們men所suo期qi望wang的de效xiao果guo,在zai保bao險xian絲si熔rong斷duan的de同tong時shi,電dian源yuan內nei部bu的de短duan路lu還hai是shi進jin一yi步bu導dao致zhi了le部bu分fen電dian路lu的de損sun壞huai,保bao險xian絲si的de響xiang應ying速su度du好hao像xiang有you點dian偏pian慢man,沒mei有you我wo們men期qi望wang的de那na麼me快kuai。
我查閱了保險絲的相關資料,找到一張圖,我們先來看下這張圖,通過這張圖我們可以知道流過保險絲不同電流時其具體熔斷時間。

圖二 保險絲熔斷時間示意圖
假定我們現在用的是250V/1A的普通保險絲,從圖二我們可以知道:電流為2A時大約要5秒熔斷,電流為4A時可在0.1秒內熔斷,顯然不管多大電流,保險絲熔斷都存在一個熔斷時間,電流越大,熔斷時間越短。
如果結合我們現有國情,我覺得對這個熔斷時間要打點折扣才行,我從市場上隨機抽取了幾種250V/1A的普通保險絲進行測試,測試電流2A,可以看到保險絲逐漸變紅,然後熔斷。這幾種保險絲熔斷時間都是7~8miao,xianranbituerzhongdeshijianyaopianchang。yinweiwomeiyouhaodeyiqishebei,wufajinxingdadianliuceshi,zhelijiubunenggeidajiageichudadianliuqingkuangxiarongduanshijiandeshiceshuju。
從(cong)圖(tu)二(er)和(he)我(wo)的(de)測(ce)試(shi)可(ke)知(zhi)道(dao)保(bao)險(xian)絲(si)也(ye)是(shi)需(xu)要(yao)熔(rong)斷(duan)時(shi)間(jian)的(de),而(er)且(qie)這(zhe)個(ge)熔(rong)斷(duan)時(shi)間(jian)並(bing)不(bu)短(duan)。從(cong)原(yuan)理(li)上(shang)講(jiang),保(bao)險(xian)絲(si)也(ye)是(shi)流(liu)過(guo)電(dian)流(liu),其(qi)存(cun)在(zai)的(de)內(nei)阻(zu)發(fa)熱(re),電(dian)流(liu)越(yue)大(da),發(fa)熱(re)越(yue)快(kuai),當(dang)發(fa)熱(re)速(su)度(du)超(chao)過(guo)散(san)熱(re)速(su)度(du)時(shi),其(qi)溫(wen)度(du)就(jiu)會(hui)持(chi)續(xu)上(shang)升(sheng),直(zhi)到(dao)熔(rong)斷(duan)。我(wo)用(yong)萬(wan)用(yong)表(biao)量(liang)了(le)一(yi)下(xia)測(ce)試(shi)的(de)保(bao)險(xian)絲(si),其(qi)電(dian)阻(zu)都(dou)很(hen)小(xiao),不(bu)到(dao)0.5歐(萬用表量小阻值電阻偏差比較大),這樣不管電流多大,保險絲都要經過一段熔斷時間後才能熔斷。
我們回過頭來再看圖一,當短路發生時,我們會看到和保險絲串聯的隻有銅皮(為便於分析這裏我把開關電源的MOS管和變壓器主繞組省略掉)和整流橋,其內阻都很小(銅皮也有內阻的),回路中消耗的能量可以認為是接近平均的,這個時候就看保險絲、銅皮和整流橋誰先燒斷,因為內阻都很小,從短路到燒斷這個過程中的電流會非常大,就算加上MOS管和變壓器主繞組也會達到幾十安,所以這個過程動靜就會比較大,有可能出現跳閘、嘭的一聲和冒黑煙等現象。
到(dao)這(zhe)裏(li)就(jiu)不(bu)難(nan)理(li)解(jie)為(wei)什(shen)麼(me)會(hui)有(you)文(wen)中(zhong)開(kai)頭(tou)客(ke)人(ren)所(suo)反(fan)映(ying)的(de)現(xian)象(xiang),原(yuan)因(yin)就(jiu)是(shi)保(bao)險(xian)絲(si)響(xiang)應(ying)速(su)度(du)不(bu)夠(gou)快(kuai),就(jiu)算(suan)使(shi)用(yong)快(kuai)燒(shao)保(bao)險(xian)絲(si),隻(zhi)是(shi)加(jia)快(kuai)熔(rong)斷(duan)速(su)度(du),還(hai)是(shi)不(bu)能(neng)解(jie)決(jue)問(wen)題(ti),而(er)且(qie)選(xuan)了(le)快(kuai)燒(shao)保(bao)險(xian)絲(si)後(hou),需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)通(tong)電(dian)衝(chong)擊(ji)電(dian)流(liu)的(de)影(ying)響(xiang),如(ru)果(guo)選(xuan)擇(ze)的(de)電(dian)流(liu)餘(yu)量(liang)不(bu)夠(gou)大(da),衝(chong)擊(ji)電(dian)流(liu)會(hui)誤(wu)燒(shao)保(bao)險(xian)絲(si),如(ru)果(guo)電(dian)流(liu)餘(yu)量(liang)留(liu)大(da),又(you)會(hui)回(hui)到(dao)類(lei)似(si)使(shi)用(yong)普(pu)通(tong)保(bao)險(xian)絲(si)的(de)慢(man)響(xiang)應(ying)狀(zhuang)態(tai)。
看kan來lai保bao險xian絲si雖sui然ran名ming字zi中zhong有you保bao險xian二er字zi,但dan實shi際ji應ying用yong中zhong還hai是shi存cun在zai不bu足zu,雖sui然ran保bao險xian絲si可ke以yi把ba問wen題ti的de嚴yan重zhong程cheng度du控kong製zhi在zai客ke人ren可ke以yi接jie受shou的de範fan圍wei之zhi內nei,但dan跳tiao閘zha、嘭一聲、冒煙這樣的現象還是會嚇到使用者,如果能夠消除那肯定是最好不過。
一(yi)開(kai)始(shi)我(wo)們(men)思(si)維(wei)被(bei)禁(jin)錮(gu)在(zai)必(bi)須(xu)使(shi)用(yong)保(bao)險(xian)絲(si)這(zhe)一(yi)框(kuang)框(kuang)中(zhong),如(ru)果(guo)客(ke)人(ren)遇(yu)到(dao)此(ci)類(lei)問(wen)題(ti),隻(zhi)好(hao)耐(nai)心(xin)象(xiang)他(ta)們(men)解(jie)釋(shi),並(bing)沒(mei)有(you)好(hao)的(de)應(ying)對(dui)措(cuo)施(shi)。後(hou)來(lai)看(kan)到(dao)一(yi)些(xie)產(chan)品(pin)使(shi)用(yong)電(dian)阻(zu)當(dang)保(bao)險(xian)絲(si),心(xin)想(xiang)是(shi)不(bu)是(shi)對(dui)解(jie)決(jue)此(ci)類(lei)問(wen)題(ti)有(you)幫(bang)助(zhu),可(ke)又(you)擔(dan)心(xin)用(yong)電(dian)阻(zu)的(de)方(fang)式(shi)不(bu)符(fu)合(he)安(an)規(gui)標(biao)準(zhun),還(hai)是(shi)不(bu)敢(gan)用(yong)。
再後來,我們看到知名家電廠商出日本和美國的產品,器阻容降壓電路大量使用電阻當保險,而且出美國的產品還是實過了UL認證的,心想難道真的可以用電阻來當保險絲使用?
jiexialailejieleyixieanguiyaoqiu,faxiananguiyaoqiuzhongcunzaibaoxiandianzudetifa,zheyangkanlaiyongdianzufangshitidaibaoxiansidezuofashifuheanguiyaoqiude,zhishibaoxiandianzudexuanyongcunzaiyidingyaoqiu,zhelixianbutaolunruhexuanquheshidedianzu,youxingqudepengyouqingzijizhayuexiangguanziliao。
既然可以用電阻做保險絲,那電阻的效果如何呢?如果我們用一個10歐的保險電阻,圖一的情況最大電流就會降低許多,220V輸入電壓下,最大電流肯定小於22A。這個最大電流還不是最關鍵的,因為22A的電流也還是非常大,不過實際中是達不到這麼大電流的,下麵我們用一個例子來進行分析。
一個30瓦的電源使用10歐保險電阻,220V輸入時平均工作電流約為0.14A,短路發生後,電流就會從這個電流附近迅速上升,這個時候因為10歐保險電阻的存在,回路中的能量幾乎都集中到10歐保險電阻上,這個保險電阻會在極短的時間內燒斷,當其燒斷時,我個人認為電流遠達不到22A的極限值,保險電阻應該在電流上升的過程中就已經燒斷。我們計算一下,在22A的電流下,10歐保險電阻的功率可以達到22*22*10=4840瓦,估計離這個功率還遠著的時候保險電阻就已經灰飛煙滅了。
jiexialaiwomenzuolexiangxideyanzhengceshi,ceshizhengmingtuiceshizhengquede,zicongjialebaoxiandianzu,wulunshishengchanceshihaishishijiyingyong,zaiyemeiyouchuxiandianyuansunhuaishidongjingdadexiarenyitiaodeqingkuang。kenengyourenhuiyouyiwen,ruguochuxiankerenbujieshoubaoxiandianzudefangshi,jianchiyaoyongbaoxiansizenmeban?meishi,womenyeyudaozheyangdekeren,ruguokerenjianchibixuyongbaoxiansi,nawomenjiugeitayongbaoxiansihebaoxiandianzuchuanliandefangshi,zheyangchulihaimeiyouyudaokerenbujieshoude,zhishichengbenzengjialeyidianeryi。
既然保險電阻比保險絲好用,那直接用保險電阻不就得了?這個問題我也想過,個人看法是保險電阻隻適合小功率的電源,如果是一個220V100W的電源,滿負荷下平均工作電流有0.45A,這樣10歐保險電阻的功耗就會達到2W以(yi)上(shang),發(fa)熱(re)過(guo)於(yu)厲(li)害(hai),無(wu)法(fa)長(chang)時(shi)間(jian)工(gong)作(zuo),所(suo)以(yi)不(bu)適(shi)用(yong)。另(ling)外(wai)常(chang)用(yong)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)在(zai)整(zheng)流(liu)橋(qiao)後(hou)麵(mian)會(hui)有(you)一(yi)個(ge)高(gao)壓(ya)電(dian)解(jie)電(dian)容(rong),這(zhe)個(ge)電(dian)容(rong)的(de)存(cun)在(zai)會(hui)讓(rang)電(dian)源(yuan)上(shang)電(dian)時(shi)的(de)衝(chong)擊(ji)電(dian)流(liu)加(jia)大(da),適(shi)用(yong)保(bao)險(xian)電(dian)阻(zu)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)這(zhe)電(dian)解(jie)電(dian)容(rong)對(dui)其(qi)的(de)衝(chong)擊(ji)影(ying)響(xiang),如(ru)果(guo)餘(yu)量(liang)不(bu)夠(gou)會(hui)明(ming)顯(xian)影(ying)響(xiang)保(bao)險(xian)電(dian)阻(zu)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。
前兩天《電子工程專輯》的Mike Zhang問我有些LED電(dian)源(yuan)不(bu)用(yong)保(bao)險(xian)絲(si)的(de)看(kan)法(fa),這(zhe)些(xie)做(zuo)法(fa)都(dou)是(shi)現(xian)階(jie)段(duan)以(yi)低(di)價(jia)為(wei)終(zhong)極(ji)目(mu)的(de)的(de)市(shi)場(chang)現(xian)導(dao)致(zhi)的(de)畸(ji)形(xing)做(zuo)法(fa),也(ye)不(bu)能(neng)全(quan)把(ba)責(ze)任(ren)怪(guai)在(zai)廠(chang)家(jia)頭(tou)上(shang)。現(xian)階(jie)段(duan),對(dui)於(yu)大(da)多(duo)數(shu)國(guo)內(nei)廠(chang)家(jia)來(lai)說(shuo),認(ren)證(zheng)就(jiu)是(shi)一(yi)張(zhang)紙(zhi),好(hao)多(duo)次(ci)有(you)客(ke)人(ren)問(wen)我(wo):“能不能做過認證的MINI蘋果充電器?”我回答做不了,再告訴客人以我知道的情況,還沒有人能做得了,可客人不信,因為已經有不少廠家告訴他能做,而且給他看了證書。
正是這種情況,就出現了後麵的這種局麵:既ji然ran你ni說shuo能neng做zuo,那na我wo也ye說shuo可ke以yi做zuo,既ji然ran你ni敢gan省sheng元yuan件jian,那na我wo就jiu比bi你ni更geng敢gan省sheng,收shou錢qian做zuo貨huo,有you人ren敢gan要yao,我wo自zi然ran敢gan做zuo,真zhen要yao出chu了le事shi,錢qian已yi經jing收shou了le,客ke戶hu能neng把ba我wo怎zen麼me地di?“有問題拿回來我給你修”就是不錯的態度了,既然你要找便宜的,我不做別人也會做,那不如我做算了。
zhengshizhegeyuanyin,jiuyourenxiangdaoyongyitiaoxitongpilaitidaibaoxiansi,zheyanghaibugou,gengmengderenliannatiaoxitongxiandoushengle,zhijiebashuruxianliandaozhengliuqiaoguanjiaoshang,yinweiPCB也需要錢,那條細銅皮會占用PCB板麵積。
有(you)時(shi)候(hou),廠(chang)家(jia)也(ye)並(bing)不(bu)一(yi)定(ding)願(yuan)意(yi)那(na)麼(me)做(zuo),好(hao)多(duo)時(shi)候(hou)是(shi)被(bei)客(ke)人(ren)逼(bi)的(de)。我(wo)經(jing)常(chang)看(kan)到(dao)客(ke)人(ren)要(yao)求(qiu)我(wo)們(men)簽(qian)有(you)問(wen)題(ti)按(an)整(zheng)機(ji)賠(pei)和(he)承(cheng)擔(dan)客(ke)人(ren)全(quan)部(bu)損(sun)失(shi)的(de)質(zhi)保(bao)協(xie)議(yi),我(wo)不(bu)知(zhi)道(dao)客(ke)人(ren)是(shi)怎(zen)麼(me)想(xiang)的(de)?反(fan)正(zheng)我(wo)們(men)是(shi)認(ren)為(wei)天(tian)底(di)下(xia)沒(mei)有(you)隻(zhi)賺(zhuan)不(bu)賠(pei)的(de)買(mai)賣(mai),既(ji)然(ran)自(zi)己(ji)想(xiang)從(cong)中(zhong)賺(zhuan)錢(qian),就(jiu)要(yao)承(cheng)擔(dan)自(zi)己(ji)該(gai)承(cheng)擔(dan)的(de)風(feng)險(xian),不(bu)要(yao)總(zong)想(xiang)著(zhe)把(ba)風(feng)險(xian)轉(zhuan)嫁(jia)給(gei)上(shang)遊(you)的(de)供(gong)應(ying)商(shang)。我(wo)們(men)會(hui)用(yong)到(dao)不(bu)少(shao)芯(xin)片(pian),對(dui)於(yu)供(gong)應(ying)商(shang)我(wo)們(men)隻(zhi)是(shi)要(yao)求(qiu)如(ru)果(guo)是(shi)假(jia)貨(huo)需(xu)要(yao)承(cheng)擔(dan)全(quan)部(bu)責(ze)任(ren),別(bie)的(de)我(wo)們(men)基(ji)本(ben)上(shang)不(bu)會(hui)做(zuo)太(tai)多(duo)要(yao)求(qiu),在(zai)我(wo)們(men)看(kan)來(lai)這(zhe)些(xie)風(feng)險(xian)應(ying)該(gai)是(shi)我(wo)們(men)自(zi)己(ji)承(cheng)擔(dan)的(de)。
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