保险丝选型规范.docx
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保险丝选型规范
目次
前言5
1范围和简介6
2规范性引用文件6
3术语和定义6
3.1.额定电流（In）6
3.2.额定电压（Un）6
3.3.电压降（Ud）6
3.4.冷电阻（R）6
3.5.环境温度6
3.6.分断能力（BreakingCapacitor）6
3.7.时间—电流曲线（OverloadandTime-CurrentCurves）7
3.8.公称熔化热能I2t7
3.9.尺寸7
4选型要素及举例7
4.1额定电流7
4.2额定电压7
4.3工作环境温度8
4.4电压降和冷电阻9
4.5时间-电流特性曲线9
4.6分断能力等级9
4.7公称熔化热能I2t9
4.8耐久性（寿命）：
11
4.9结构特征12
4.10认证要求12
4.11标识12
4.12保险丝座12
4.13焊接和软套选用12
5选型方法综合举例13
6附录A：
保险丝参数说明16
7附录B：
选型要素注意事项17
8附录C：
保险丝选型案例18
9附录D：
华为公司使用保险丝技术参数一览表18
10附录E：
保险丝验证过程测试数据18
11参考文献18
前言
本规范批准部门：
本规范所替代的历次修订情况和修订专家为：
规范号
主要起草专家
主要评审专家
姓名（工号）、姓名（工号）
姓名（工号）、姓名（工号）
姓名（工号）、姓名（工号）
姓名（工号）、姓名（工号）
保险丝选型规范
1范围和简介
2
1.1范围
1.2
本规范规定了保险丝的选型方法和要求。
本规范适用于小型熔断保险丝的选择以及应用设计。
1.3简介
1.4
本规范介绍了保险丝的技术参数,根据参数进行选型的方法,以及根据我司保险丝应用的现状，在实际选择中需要注意的问题，用以支持正确选型。
1.5关键词
1.6
保险丝过流保护选型
3规范性引用文件
4
无
5术语和定义
6
3.1.额定电流（In）
3.2.
标注在保险丝上的额定工作电流。
该数值由制造商确定，为该保险丝所能载的电流。
额定电流通常是标准推荐的档位，例如1，1.25，1.5，1.6，2等（单位：
A）
3.3.额定电压（Un）
3.4.
标注在保险丝上的额定电压，表示该保险丝可以被使用的最大工作电压。
通常标准额定电压为32、63、125、250、600V。
保险丝是对电流的变化而不是对电压的变化敏感。
保险丝在从零到其最大额定值间的任何电压下都保持其原状，所以保险丝可以在小于其额定电压的任何电压下使用。
3.5.电压降（Ud）
3.6.
额定电流下保险丝两端的电压降
3.7.冷电阻（R）
3.8.
保险丝不工作时本身的电阻值。
大部分保险丝是用正温度系数为材料制造的，因此，会有冷电阻和热电阻（额定电流下的电压降），实际的工作电阻位于其间。
用不大于保险丝公称额定电流10%的测量电流可测得冷电阻。
热电阻是根据保险丝上流过的值等于公称额定电流的电流时产生的。
3.9.环境温度
3.10.
指直接环绕保险丝周围的空气温度，不应与室温相混淆。
在许多实际场合，保险丝的温度相当高，例如保险丝安装在封闭空间，或者安装在其发热元件附近，如电阻、变压器、电感线圈等附近。
3.11.分断能力（BreakingCapacitor）
3.12.
也称为致断容量或短路额定容量。
是指在规定的电压下，保险丝能安全地切断的最大电流。
当保险丝中可能通过的瞬时过载电流超过额定值时，保险丝会破碎或爆炸，引起危险。
因此要求保险丝在保护动作后，还能够保持完整的状态（无爆裂、断裂）。
保险丝的分断能力取决于保险丝的结构，低分断能力保险丝大部分都是玻璃壳体的，高分断能力保险丝通常有陶瓷壳体，其中许多还填充有纯净颗粒状石英材料。
分断能力－标准规格
3.13.时间—电流曲线（OverloadandTime-CurrentCurves）
3.14.
是保险丝最重要的参数之一。
当流过保险丝的电流超过额定电流时，保险丝被熔断，是一种过载状态。
保险丝的时间－电流特性是过载电流和熔断时间之间的关系。
时间—电流曲线是以平均数值为根据的。
时间电流特性－标准规格
3.15.公称熔化热能I2t
3.16.
是选择保险丝最重要的参数之一，是使保险丝断开所需的能量值，是保险丝本身固有的参数，以I2t表示。
I2t值是保险丝本身的一个参数，其决定因素是元件材料及保险丝元件的形状，与温度及电压无关。
3.17.尺寸
3.18.
除非另有规定，尺寸以毫米为单位。
常用的管形保险丝外观尺寸有Φ非另有规，Φ非另有规，Φ非另有规，Φ非另有；常用的表贴
7选型要素及举例
8
8.1额定电流
8.2
注意不同认证标准的电流降额，按照UL标准认证的降额是0.75，即实际稳态工作电流不应超过In的75%。
按照IEC标准认证的是1.0，即实际稳态工作电流可以等于In。
对于按照UL标准认证保险丝：
在25℃条件下运行，工作电流不应超过保险丝的额定电流的75%，以避免有害熔断。
例如，一个额定电流为10A的保险丝，通常不推荐在25℃环境温度下在大于7.5A的电流下运行。
对于按照IEC标准认证保险丝：
保险丝可以在额定电流下运行，实现保护。
例如：
额定10A保险丝，可以用于10A实际工作电流。
对于单板的工作电流，应注意是允许的最低电压下的电流。
例如额定电压是-48板的工作，允许20%的波动。
如果单板在-48V时的工作电流是0.8A，由于单板的功率恒定，则在-38V的工作电压下的工作电流大约为1A。
在选择保险丝时，就应该以1A作为单板的工作电流。
在输入电压范围比较广的应用中，这一点要特别注意。
实际使用时还要考虑电源模块是否有欠压保护功能，比如－48V电源模块一般在－35V时欠压保护，但是有些电源模块没有欠压保护功能，比如华电AV10系列电源模块，实际在－12V时就可以工作了，这样将导致输入电流比正常情况下大3倍以上。
一般来说，供应商提供的可选电流规格少于标准推荐的档位，建议丛供应商现有的电流规格中选取，不推荐要求供应商进行另外的设计。
注意事项：
UL列名认证和UL认可认证
8.3额定电压
8.4
保险丝的额定值应等于或大于有效的电路电压。
注意事项：
交流和直流电压的差别和选择
8.5工作环境温度
8.6
保险丝的电流承载能力试验是在25℃环境温度下进行的，这种试验受环境温度变化的影响。
环境温度越高，保险丝的工作温度就越高，其寿命也就越短。
相反，在较低的温度下运行将延长保险丝的寿命。
因此选择保险丝额定电流的时候，要根据保险丝实际工作环境温度调整。
举例：
某单板正常工作电流为1.5A，采用按照UL标准认证的慢熔断保险丝，在室温下工作，则：
选择保险丝In=正常工作电流/认证标准降额＝1.5/0.75＝2.0A（工作环境温度25℃）
若该保险丝在70℃高温的环境温度下工作，根据下图中的曲线A（传统的慢熔断保险丝），表明70℃时的温度降额为80%，在这种情况下，
选择保险丝In=正常工作电流/（认证标准降额*工作温度降额）＝1.5/（0.75*0.8）＝2.5A（工作环境温度70℃）
通过以上计算比较
实际工作电流
实际工作环境温度
所需最小In
1.5A
25℃
2.0A
1.5A
70℃
2.5A
图4.3-1：
环境温度对电流承载能力影响的曲型曲线图
其中：
曲线A：
为传统的慢熔断保险丝的曲线；
曲线B：
为特快熔断，快熔断和螺旋绕制的保险丝的曲线
表4.3-1：
常用温度电流对照表
表中的数据是常用的温度的降额（仅供参考）：
保险丝周围环境温度*
40℃
50℃
60℃
70℃
80℃
90℃
100℃
110℃
慢熔（曲线A）
95%
90%
86%
80%
78%
70%
64%
58%
快熔（曲线B）
99%
98%
97%
96%
95%
94%
93%
92%
*指直接环绕保险丝周围的空气温度，不应与室温相混淆。
在许多实际场合，保险丝的温度相当高，例如保险丝安装在封闭空间，或者安装在其发热元件附近，如电阻、变压器、电感线圈等附近
8.7电压降和冷电阻
8.8
一般情况下，保险丝的电阻和额定电流成反比。
选用保险丝的电阻越小越好，这样保险丝的损耗功率也比较小。
保险丝的电压降是在直流额定电流下测试的，由于额定电流小的保险丝有比较大的电阻，因此对低压电力的影响也比较大，在选用小规格保险丝的过程中要注意电阻的影响。
8.9时间-电流特性曲线
8.10
是选择保险丝最重要的依据之一。
决定了保险丝能否有效的保护电路，在故障电流发生的时候，正确的熔断。
每种型号保险丝的熔断特性都有各自的时间电流曲线。
曲线的横坐标是电流，纵坐标是熔断的时间。
一般在选择的过程中，这条曲线作为参考，同时选用曲线中的关键点作为依据。
关键点的选择是按照保险丝认证类别不同而不同的，UL认证保险丝一般选择110%In，135%In，200%In等关键点，IEC保险丝一般选择135%In，210%In，275%In等关键点，熔断时间和关键点的关系可以参考3.7中的介绍。
在选择保险丝时需要确定被保护故障电流能够安全存在电路中的时间。
举例：
某快熔保险丝按照IEC标准认证，额定电流5A。
测得单板上出现某一故障时，流过保险丝的故障电流是10A，即200%In。
根据该保险丝的时间电流特性曲线查到，在200%In的情况下，保险丝可能工作30分钟才会熔断。
这时将保险丝短路，让被测单板在此故障电流下工作30分钟，结果出现了起火的情况，说明这个保险丝的选用是不合适的。
在保险丝的熔断开始之前，被保护器件就出现了不安全的情况，没有达到保护的目的。
注意事项：
快熔、慢熔型保险丝的差别和选择
8.11分断能力等级
8.12
不同认证标准保险丝的分断能力不同，具体数据参见3.6中的内容。
保险丝的额定分断能力必须满足或超过电路中的最大故障电流。
当被保护系统是直接联接到电源输入电路和保险丝被置于电源输入部分时，一定要使用高分断能力保险丝。
在大部分二次电路中，特别是电压低于电源电压时，选用低分断能力的保险丝就足以胜任了。
8.13公称熔化热能I2t
8.14
对于保险丝必须承受高能电流的情况，即电流脉冲大而持续时间短，例如冲击电流、起动电流、涌入电流和其他类似的“脉冲”类型中的电路瞬变值，保险丝应能够承受此类高能电流的能量，不应发生异常断路。
保险丝的公称熔化热能I2t的额定值是通过实验室测定的，每种规格的保险丝只有一个额定的公称熔化热能I2t。
在具体应用中，例如1000次脉冲要求保险丝的额定公称熔化热能I2t降额38%使用，即额定I2t*38%应大于实际使用中可能出现的瞬间能量（脉冲）。
对于循环脉冲次数超过1000次的，按照图4.8-3进一步降额计算。
同时，由于同一编码下，不同供应商的I2t不同，因此要考虑额定I2t比较小的保险丝，也能够承受相应的脉冲能量。
对于公司目前使用的缓启动电路，需要根据实际测试情况，确定保险丝能否承受启动电流的冲击。
可参见本文案例中的说明。
注意事项：
冲击电流和脉冲
举例：
某种UL标准认证保险丝额定电压125V/1.0A，负载正常工作电流为0.75A，环境温度为25℃，快熔断类，能承受图4.8-1脉冲波形的100000次脉冲电流。
步骤一，计算脉冲I2t。
按照图4.8-2典型脉冲波形能量计算公式选择典型波形E。
代入波形E公式并计算结果如下：
脉冲I2t=（1/5）ip2t=（1/5）×82×0.004=0.0512A2Sec
步骤二，计算所需保险丝最小I2t
图4.8-3给出100000次脉冲时I2t的降额为22%。
所需保险丝最小I2t=脉冲I2t/0.22=0.0512/0.22=0.2327A2Sec
步骤三，检查该保险丝额定I2t为0.281A2Sec>0.2327A2Sec，即可以承受脉冲循环能量。
同时，由于是UL标准规格，如前所述，额定电流的降额为25%，该保险丝也可适应0.75安培的正常工作电流
图4.8-2典型脉冲波形能量计算公式
典型脉冲波形I2t计算公式。
可以比较实际的脉冲和图表中的波形，选择类似的波形，确定计算实际脉冲I2t应使用的计算公式。
例如矩形波的I2t＝Ip2t，三角波的I2t＝（1/3）Ip2t。
图4.8-1脉冲波形举例
8.15耐久性（寿命）：
8.16
保险丝的寿命比较长，在选用正确的情况下，一般不用考虑因寿命原因更换.但是需要注意保险丝材料可能因环境条件发生的变化和失效的情况。
可参见本文案例8.5保险管硫化失效
8.17结构特征
8.18
根据保险丝的实际工作条件，选择不同外形/尺寸。
通常有以下可供选择
管状：
玻璃管－低分断能力，陶瓷管－高分断能力等
微型：
电阻型，表贴型，薄膜型等
熔体结构：
圆丝，扁丝，直线型，波浪型等
组合式熔体：
加锡球－慢熔延时等
8.19认证要求
8.20
保险丝主要采用UL标准、IEC标准进行认证，由于保险丝的IEC标准和UL标准在内容和规格等方面内容差异较大，因此通过这两类标准认证的保险丝不能互相替代，同一种保险丝也没有办法同时获得符合这两种标准的认证。
对于使用保险丝的最终产品，如果最终产品需要UL认证的，保险丝需要相应的UL认证。
如果最终产品需要通过CE认证，需要相应的VDE认证或者等效的其他欧盟国家认证，如BEAB、IMQ等，直流保险丝可以采用UL标准认证的。
如果最终产品是需要在国内进行CCC认证的产品，交流保险丝应使用CCC认证。
8.21标识
8.22
根据安全规范要求，电路板的保险丝（保险丝座）旁应该有该保险丝的下述标识：
额定电流、额定电压、熔断特性（slow，fast，timelag）、防爆特性（Low-breaking，high-breaking）等，并有更换熔丝的安全警示标识语。
例如我们我们选用了一个额定电流为2A、额定电压为125V、熔断特性为快熔断、防爆特性为低防爆的保险丝，则在电路板上该保险丝（保险丝座）的丝印标识为：
F2AL,125V;通常旁边还可以标有安全更换警告标语：
Caution：
Forcontinuedprotectionagainstriskoffire,replaceonlywithsametypeandratingoffuse.
对于安装在内部的保险丝（如线安装保险丝、面板安装保险丝），允许在维修文件中提供一个明确的包含有关说明的相互对照表
8.23保险丝座
8.24
选择合适的保险丝座部件和安装方式，例如保险丝夹，安装盒，面板安装，屏蔽安装等。
注意不能选用镀银的保险丝座。
（见附录案例说明）
在如下的应用场合中，必须选用保险丝座：
（1）由于母板（或备板）保险丝损坏时，维护人员在现场更换母板不可操作，例如我们维护人员现场维护时不可能说要求机房里把一个机柜的母板（或备板）拆下来更换保险丝，所以母板（或备板）必须只能选用带座的保险丝。
不能选用表贴、引线等直接焊接在板上的保险丝。
（2）二次电源板和电源配电模块单板的保险丝熔断概率高，必须采用带座的保险丝。
（3）对于不容易更换的单板如机柜顶部ESC板，应采用带座保险丝
8.25焊接和软套选用
8.26
焊接的保险丝和保险丝座不能选用镀银的（参考附录案例集），焊接过程中推荐使用吸热装置。
保险丝软套可以对保险丝裸露部分进行绝缘，在带电作业的时候起到保护作用，还可以防止保险丝爆炸的危险。
因此在交流系统中使用分断能力比较低的玻璃管保险丝时，建议选用保险丝软套。
9选型方法综合举例
10
10.1选型要素
10.2
表5.1-1选型要素查检表
其中要素1-7在设计时确认,要素8-10在投板后通过测试验证。
序号
选型要素（选型时要考虑的要素）
设计需求（设计人员确定）
选型范围（根据设计需求，查表，确定可选的范围）
重要程度（A>B>C）
1
认证
请给出目标市场、最终产品所需认证类型（UL、CE、TUV）
UL标准认证
IEC标准认证
B
2
熔断类型
参考规范7.3,快熔慢熔保险丝的差别和选择
快熔型
慢熔型
B
3
工作电压
请给出工作电压/电压范围，并说明波动范围
125V250V
32V63V600V
B
4
工作电流
设计通过保险丝的稳态电流，应采用可工作的最低电压确认稳态工作电流。
UL标准认证，降额0.75
IEC标准认证，降额1.0
A
5
保险丝工作温度
最终产品工作温度范围：
℃
保险丝周围最高工作温度：
℃
参考图4.3-1，表4.3-1
A
6
电阻和电压降
保险丝内阻对于小电流规格，可能会出现比较大的内阻，需要给予考虑
B
7
结构和安装
根据安装空间和成本确认
表贴管形
C
8
时间电流特性
最小故障电流：
A
确定在最小故障电流出现时所需的熔断时间
A
9
分断能力
最大故障电流：
A
确定所需的分断能力
B
10
公称熔化热能
冲击电流：
Ip＝AT＝s波形：
循环脉冲：
Ip＝AT＝s波形
循环次数：
参考图4.8-2，4.8-3
额定I2t不应小于：
冲击电流I2t（降额38％）
循环脉冲I2t（按循环次数查降额）
A
10.3实际应用：
10.4
举例：
已知产品的目标市场是北美，最终产品需要UL认证。
单板的额定参数有：
电压DC－48V，设计额定电流为1A。
使用单板的设备工作环境温度为-5～+55℃，在保险丝周围的最高工作温度不会超过75℃。
单板工作时，不易受到外部浪涌的冲击，负载中也没有大的电容和电感。
单板内部故障可能产生的稳态故障电流在3A－35A之间。
单板工作时可能承受上下电和循环脉冲，参数见下表。
请选择该单板可以使用的保险丝。
对此单板，需要选择合适的保险丝，使用下表，列明所需条件，分析选型范围如下：
序号
选型要素
设计需求
选型范围
1
认证
最终产品需要UL认证
UL标准认证
IEC标准认证
2
熔断类型
不易受到外部浪涌的冲击，负载中也没有大的电容和电感
快熔型
慢熔型
3
额定电压
额定-48--60V，20％波动
125V250V
32V63V600V
4
额定电流
设计通过保险丝的稳态最大电流为1A
UL标准认证，降额0.75
IEC标准认证，降额1.0
5
保险丝工作温度
最终产品工作温度范围：
-5～+55℃
保险丝周围最高工作温度：
75℃
工作温度降额0.95
6
电阻和电压降
保险丝内阻<0.1ohm
冷态电阻不超过0.1ohm
7
结构和安装
安装空间较小
表贴管形
8
时间电流特性
最小故障电流：
3.0A
故障电流3A时，熔断时间不能大于5s
9
分断能力
最大故障电流：
35.0A
分断能力不小于35A
10
公称熔化热能
冲击电流：
Ip＝10.0AT＝6ms波形：
C
循环脉冲：
Ip＝6.0AT＝50us波形：
C
循环次数：
100，000
上下电I2t＝0.3A2sec
脉冲I2t＝9*10-4A2sec
额定I2t应大于Max（0.3/0.38，9*10-4/0.22）＝0.79A2sec
根据上述设计需求和分析，对各因素分析计算如下；
1、额定电流>=工作电流/（认证标准降额*工作温度降额）=1.0/（0.75*0.95）=1.4A
2、
3、额定公称熔化热能I2t：
根据上表的计算，应大于0.79A2sec
4、
根据上述要求，从保险丝供应商资料中选取，确定R45101.5为可选保险丝
LittleFuse表贴快熔保险丝125V额定电流>1.4A，分断能力50A
型号
额定电流（A）
冷电阻（ohm）
额定I2t（A2sec）
故障电流熔断时间
R45101.5
1.5
0.0630
0.853
3A0.2s
R451002
2.0
0.0367
0.53
3A0.1s
R45102.5
2.5
0.0286
1.029
3A>5s
R451003
3.0
0.0227
1.65
3A>5s
10.5选型后的确认
10.6
根据5.2的应用条件，选择了一种保险丝，现在对该保险丝的各项参数进行确认。
序号
选型要素
设计需求
实际参数
判定
1
认证
最终产品需要UL认证
UL认证
OK
2
熔断类型
不易受到外部浪涌的冲击，负载中也没有大的电容和电感
快熔型
OK
3
额定电压
额定-48--60V，20％波动
125V
OK
4
额定电流
设计通过保险丝的稳态最大电流为1A
额定电流1.5A，大于实际工作电流/认证标准降额＝1/0.75＝1.33A
OK
5
保险丝工作温度
最终产品工作温度范围：
-5～+55℃
保险丝周围最高工作温度：
75℃
额定电流1.5A，大于实际工作电流/（认证标准降额*温度降额）＝1/（0.75*0.95）＝1.4A
OK
6
电阻和电压降
保险丝内阻<0.1ohm
保险丝冷态内阻0.0630ohm
OK
7
时间电流特性
最小故障电流：
3.0A
故障电流3A时，熔断时间不能大于0.2s，不会引起危险
0K
8
结构和安装
安装空间较小
表贴类型
OK
9
分断能力
最大故障电流：
35.0A
分断能力50A，大于最大故障电流
OK
10
公称熔化热能
冲击电流：
Ip＝10.0AT＝6ms波形：
C
循环脉冲：
Ip＝6.0AT＝50us波形：
C
循环次数：
100，000
额定I2t＝0.853A2sec，大于所需的0.79A2sec
OK
结论：
根据以上判定，所选保险丝符合单板实际工作需要，并且能够实现有效保护。
例外说明：
对于所选保险丝不能同时满足所有要素的情况，可以按照各要素的重要程度进行调整。
见表5.1-1选型要素表中的重要程度说明，但是重要程度为A的要素，都要同时满足。
11附录A：
保险丝参数说明
12
12.1分断能力－标准规格返回定义
12.2
UL标准保险丝：
UL248-14规格
在交流125V条件下，保险丝必须能切断1000A
在交流250V条件下，保险丝必须能切断的电流是：
保险丝的额定电流
额定分断
0－1A
35A
1.1A－3.5A
100A
3.6A－10A
200A
10.1A－15A
750A
15.1A－30A
1500A
IEC标准保险丝：
IEC127规定了在交流250V条件下的两种分断能力。
低分断能力保险丝（LBC-LowBreakingCapacitor）必须通过35A或10In中的大者。
高分断能力保险丝（HBC-HighBreakingCapacitor）必须通过1500A。
*以上参数是标准规定的要求，各厂家实际产品可能有
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