雙保險為大電流板級電路提供有效保護
發布時間:2008-10-25 來源:Littelfuse HK Ltd
中心議題:
- 介紹電路保護基礎
- 提出用雙保險來為較高等級電流提供保護的方案
- 展望下一代電路保護
解決方案:
- 用雙保險來為較高等級電流提供保護
- 均衡雙保險管電路應注意4條規則
對(dui)很(hen)多(duo)電(dian)路(lu)來(lai)說(shuo),選(xuan)擇(ze)一(yi)款(kuan)有(you)適(shi)當(dang)額(e)定(ding)電(dian)流(liu)和(he)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)的(de)保(bao)險(xian)通(tong)常(chang)是(shi)一(yi)個(ge)很(hen)簡(jian)單(dan)明(ming)了(le)的(de)工(gong)作(zuo)。但(dan)某(mou)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia),找(zhao)不(bu)到(dao)一(yi)種(zhong)有(you)適(shi)當(dang)額(e)定(ding)電(dian)流(liu)和(he)電(dian)壓(ya)組(zu)合(he)的(de)保(bao)險(xian),於(yu)是(shi)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)者(zhe)必(bi)須(xu)求(qiu)助(zhu)於(yu)某(mou)種(zhong)創(chuang)新(xin)設(she)計(ji),以(yi)提(ti)供(gong)所(suo)需(xu)的(de)保(bao)護(hu)。
對某些電子係統的電路設計,這種情況正日益成為一種常見現象,如用於PC服務器、大規模數據存儲係統、基站電源和PC服務器冷卻風扇控製電源的電壓調節模塊(VRM)。設計者要在一塊電路板上裝上越來越多的元器件,要求電路能承受高達20A或30Adedianliu。zaizhezhongdengjidedianliuxia,baohubanjiqijianmianzaoguzhangsunhaijiuchengweiyigewenti,yinweiyibanzhaobudaoyouzhezhongedingguoliuzhidecijibaoxian。liru,bujiuyiqianhaizhaobudaoedingdianliugaoyu15A的125V表麵安裝型保險。
為(wei)較(jiao)高(gao)等(deng)級(ji)電(dian)流(liu)提(ti)供(gong)保(bao)護(hu)的(de)常(chang)見(jian)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)是(shi)使(shi)用(yong)兩(liang)隻(zhi)保(bao)險(xian),它(ta)們(men)有(you)相(xiang)同(tong)的(de)額(e)定(ding)電(dian)流(liu)值(zhi),將(jiang)兩(liang)隻(zhi)作(zuo)並(bing)聯(lian)。不(bu)過(guo),由(you)於(yu)不(bu)存(cun)在(zai)兩(liang)隻(zhi)完(wan)全(quan)相(xiang)同(tong)的(de)保(bao)險(xian),總(zong)有(you)一(yi)隻(zhi)保(bao)險(xian)承(cheng)受(shou)的(de)電(dian)流(liu)大(da)於(yu)另(ling)一(yi)隻(zhi)。因(yin)此(ci),即(ji)使(shi)線(xian)路(lu)電(dian)流(liu)是(shi)在(zai)規(gui)格(ge)範(fan)圍(wei)內(nei),但(dan)承(cheng)擔(dan)較(jiao)高(gao)負(fu)載(zai)的(de)保(bao)險(xian)仍(reng)會(hui)熔(rong)斷(duan),於(yu)是(shi)很(hen)快(kuai)另(ling)一(yi)隻(zhi)也(ye)熔(rong)斷(duan)。以(yi)下(xia)是(shi)保(bao)險(xian)匹(pi)配(pei)以(yi)及(ji)確(que)定(ding)電(dian)路(lu)額(e)定(ding)值(zhi)的(de)一(yi)些(xie)指(zhi)南(nan),為(wei)雙(shuang)保(bao)險(xian)方(fang)案(an)提(ti)供(gong)所(suo)需(xu)的(de)保(bao)護(hu):
電路保護基礎
UL標準保險通常都有75%的降額因素,以保證能提供所需的電路保護。
保險的直流阻抗通常有15%的公差;因此在最差情況下,兩隻隨機選擇保險(相同額定電流,且來自同一製造商)的直流阻抗可以相差到35%(1.15 Rdc/0.85 Rdc = 1.35,即差35%)。例如,考慮一個電路,要求一種將最大工作電流限製在15A的保險。算上降額因素,該電路將需要一種20A的保險,才能提供所需的過流保護。(見圖1。)
如果找不到符合所需工作電壓的20A保險,則可以將兩隻10A保險並聯,期望它們能平均分擔負載電流,完成單隻20Abaoxiandegongneng。zhelijiasheyizhibaoxianshangguodadedianliuhuifenliudaolingyigeshang,zaochengyizhongjunhengdezhuangtai。danshi,zhezhongqingkuanghenshaochuxian,yinweijihubukenengzhaodaoliangzhiwanquanyiyangdebaoxian。
如ru果guo兩liang支zhi保bao險xian的de直zhi流liu阻zu抗kang有you很hen大da差cha別bie,流liu經jing的de電dian流liu也ye會hui相xiang差cha很hen大da,電dian路lu保bao護hu就jiu會hui出chu現xian問wen題ti。一yi般ban來lai說shuo,一yi支zhi保bao險xian承cheng受shou的de電dian流liu要yao高gao於yu另ling一yi支zhi,可ke能neng工gong作zuo在zai接jie近jin過guo流liu極ji限xian值zhi處chu,而er另ling一yi支zhi則ze遠yuan低di於yu安an全quan極ji限xian。因yin此ci,用yong兩liang支zhi保bao險xian完wan成cheng一yi種zhong功gong能neng會hui影ying響xiang到dao電dian路lu的de過guo流liu保bao護hu。
繼續以需要20A保護的電路為例,假設由於直流阻抗的不匹配,流經一支10A保險的電流比流經另一支保險的要高20%。如果工作電流為14A,則流經兩支保險的電流分別為6.36A和7.64A。但是,一支10A UL標準的保險設計承受的安全電流不超過7.5A。因此,當電路在14A運行某段時間時,承受7.64A電流的保險就有很大可能開路。一旦這支保險開路,所有電流將流經剩下的那支保險,並使之熔斷。
電路設計者可能察覺不到這個問題,因為在生產測試時不太可能表現出來。當一支保險承受的電流超過其額定值的75%,但遠低於過載條件時,其熔斷時間並不確定。因此,電路可能要經過長時間測試,才足以使之熔斷。
chuzhiliuzukangyiwai,lingwaiyigezhongyaodekaolvyinsushiliangzhibaoxiansuochuweizhizhijiandewenducha。baoxianshiwenduminganqijian,tamendeyouxiaoedingdianliuhuisuizhehuanjingwendudeshangshengerjianxiao。ruguoliangzhibinglianbaoxianzhong,qizhongyizhidegongzuowendugaoyulingyizhi,zetajiangyoujiaoxiaodeyouxiaoedingdianliu,yincibilingyizhigengzaodijinruguozai。
如何均衡雙保險管電路
雖然使用兩隻並聯保險有著上述不確定性,但可以遵守下麵這些實用的指南,改進它們的工作可靠性:
首(shou)先(xian),兩(liang)支(zhi)保(bao)險(xian)必(bi)須(xu)盡(jin)可(ke)能(neng)地(di)匹(pi)配(pei)。不(bu)僅(jin)它(ta)們(men)的(de)額(e)定(ding)值(zhi)要(yao)相(xiang)同(tong),確(que)保(bao)兩(liang)支(zhi)保(bao)險(xian)是(shi)同(tong)時(shi)製(zhi)造(zao)的(de)也(ye)是(shi)一(yi)個(ge)不(bu)錯(cuo)的(de)想(xiang)法(fa)。這(zhe)樣(yang)能(neng)確(que)保(bao)兩(liang)支(zhi)保(bao)險(xian)的(de)直(zhi)流(liu)阻(zu)抗(kang)盡(jin)可(ke)能(neng)匹(pi)配(pei)。
其次,兩支保險永遠不可能均分電流。因此,要為組合增加20%的降額因素。
第(di)三(san),細(xi)心(xin)追(zhui)蹤(zong)每(mei)支(zhi)保(bao)險(xian)的(de)熱(re)曆(li)史(shi)。兩(liang)支(zhi)保(bao)險(xian)都(dou)應(ying)保(bao)持(chi)在(zai)相(xiang)同(tong)溫(wen)度(du)下(xia),包(bao)括(kuo)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)和(he)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)。因(yin)此(ci),確(que)定(ding)讓(rang)兩(liang)支(zhi)保(bao)險(xian)都(dou)暴(bao)露(lu)在(zai)相(xiang)同(tong)的(de)氣(qi)流(liu)中(zhong),引(yin)線(xian)或(huo)保(bao)險(xian)管(guan)夾(jia)上(shang)都(dou)有(you)相(xiang)似(si)的(de)熱(re)傳(chuan)導(dao)機(ji)製(zhi)。
disi,zuidaduanludianliudengyudanzhibaoxiandezhi,erbushiliangzhibaoxianzuidaduanludianliuzhihe。tongyang,zuidaduanludianyayedengyudanzhibaoxiandezhi,erbushiliangzhibaoxianduanludianyazhihe。
遵zun守shou了le這zhe些xie設she計ji指zhi南nan以yi後hou,流liu經jing兩liang支zhi並bing聯lian保bao險xian的de電dian流liu基ji本ben相xiang等deng,它ta們men可ke以yi在zai低di於yu自zi己ji過guo流liu極ji限xian條tiao件jian下xia良liang好hao地di工gong作zuo。此ci外wai,當dang出chu現xian過guo載zai事shi件jian時shi,兩liang支zhi保bao險xian差cha不bu多duo在zai相xiang同tong時shi間jian開kai路lu,為wei電dian路lu板ban的de元yuan器qi件jian提ti供gong保bao護hu。
下一代電路保護
正(zheng)確(que)設(she)計(ji)的(de)雙(shuang)保(bao)險(xian)電(dian)路(lu)能(neng)為(wei)大(da)電(dian)流(liu)電(dian)路(lu)板(ban)提(ti)供(gong)較(jiao)好(hao)的(de)保(bao)護(hu),但(dan)最(zui)好(hao)的(de)方(fang)案(an)還(hai)是(shi)用(yong)一(yi)支(zhi)有(you)正(zheng)確(que)額(e)定(ding)電(dian)流(liu)和(he)電(dian)壓(ya)的(de)保(bao)險(xian)。保(bao)險(xian)供(gong)應(ying)商(shang)對(dui)電(dian)路(lu)板(ban)工(gong)作(zuo)在(zai)更(geng)大(da)電(dian)流(liu)下(xia)的(de)趨(qu)勢(shi)作(zuo)出(chu)了(le)響(xiang)應(ying),他(ta)們(men)開(kai)始(shi)推(tui)出(chu)額(e)定(ding)用(yong)於(yu)125V 20A和30A的表麵安裝保險。由於它們是表麵安裝器件,這些保險外形低矮,比引線保險易於安裝。
baohudianlubanyuanqijianbushouyuelaiyuedadianliudesunhuaishijianfuzadeshi,yinweimeiyouxianchengmanzuyaoqiudebaoxian。tigongbaohudefangfakeyishizaixishejideshuangbaoxiandianlu,huoyouzugouedingzhidedanzhibaoxian。
作者介紹
K.K. Wu是Littelfuse HK Ltd.產品經理。他在電子元件業有19年的工作經驗。他持有香港中文大學的電子工程學士與信息工程碩士證書。他亦獲得了香港城市大學的MBA學曆,並是IET(UK)的成員。
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