电子设备中使用的保护元件除熔断电阻器外,还有普通
熔断器、热熔断器和自恢复熔断器等。保护元件一般是串接在电路中,它在电路中出现过电流、过电压或过热等异常现象时,会立即熔断而起到保护作用,可防止故障进一步扩大。
(一)普通熔断器
普通熔断器俗称
保险丝或保险管,属于熔断不可恢复型熔断器,熔断后只能更换新的熔断器。它在电路中“F”或“FU”表示,图17-5是其电路图形符号。
1.普通熔断器的结构特点 普通熔断器通常由玻璃管、金属帽和
熔丝构成。
两只金属帽套在玻璃管两端,熔丝(采用低熔点金属材料制作)装在玻璃管内,其两端分别焊接在两只金属帽的中心孔上。使用时将熔断器装入保险座中、与电路串联即可。
熔断器的熔丝多数为直线状,只有彩色电视机、电脑显示器中使用的延迟式熔断器为螺旋状熔丝。
2.普通熔断器的主要参数 普通熔断器的主要参数有额定电流、额定电压、环境温度和反应速度等。
额定电流也称致断容量,是指熔断器在额定电压下能熔断的电流值。
熔断器的正常工作电流庆低于额定电流30%。
国产熔断器的额定电流值通常直接标注在金属帽上,进口熔断器则用色环标注在玻璃管上,如图17-6所示。表17-1是色环熔断器上各种颜色的含义。
额定电压是指熔断器的最调节作电压,它份为32V、125V、250V和600V四种规格。熔断器的实际工作电压应低于或等于额定电压值。若熔断器的工作电压值超过额定电压值,则会迅速熔断。
熔断器的电流承载能力的实验,是在25℃环境温度条件下进行的。熔断器的使用寿命与工作环境温度成反比。环境温度越高,熔断器的工作温度也越高,其寿命也越短。
反应速度是指熔断器对各种电负荷作出反应的迅速程度。
熔断器按反应速度和性能可分为正常响应型、延时断开型、快动作型和电流限制型。
(二)热熔断器
热熔断器也称温度保险丝,是一种不可恢复式过热保险元件,广泛应用于各类电炊具、电动机、洗衣机、
电风扇、电源变压器等电子产品中。
热熔断器按感温体材料的不同,可分为低熔点合金型热熔断器、有机化合物型热熔断器和塑料-金属型热熔断器。
1.低熔点合金型热熔断器 低熔点合金型热熔断器的感温体由具有固定熔点的
合金材料加工而成。当温度达到合金熔点时,感温体则自动熔断,将被保护电路断开。
图17-7是低熔点合金型热熔断器的结构图。
根据其结构的不同,低熔点合金型热低熔点合金型热熔断器又可分为重力式、
表面张力式和弹簧反应式三种。
2.有机化合物型热熔断器 有机化合物型热熔断器由感温体、可动电极、弹簧等组成,如图17-8所示。
感温体是用高纯度、低熔断温度范围的有机化合物加工而成。正常时,可动电极与固定端点相接触,电路被熔断器接通;当温度达到熔点时,感温体自动熔断,可动电极在弹簧的作用下与固定端点断开,将电路断开而进行保护。
3.塑料-金属型热熔断器 塑料-金属型热熔断器采用表面张力式结构,其感温体的电阻值几乎为0。当工作温度达到设定温度时,感温体的电阻值会突然增大,阻止电流通过。
(三)自恢复熔断器
自恢复熔断器是一种个有过流、过热保护功能的新型保险元件,可以多次重复使用。
1.自恢复熔断器的结构原理 自恢复熔断器属于正温度系数的PTC热敏元件,由高分子聚合物及导电材料等混合制成,它串联在电路中,可以代替传统的熔断器。图17-9是自恢复熔断器的外形。
在电路正常工作时,自恢复熔断器处于导通状态。当电路出现过电流故障时,熔断器自身温度将迅速上升,聚合材料受热后迅速进入高阻状态,由导体变成绝缘体,切断电路中的电流,使电路进入保护状态。当故障消失、自恢复熔断器冷却后,它又呈低阻导通状态,自动接通电路。
自恢复熔断器的动作速度与异常电流的大小及环境温度有关,电流越大、温度越高,则动作速度也越快。
2.常用的自恢复熔断器 自恢复熔断器有插件式、表面安装式、片式等结构外形。
常用的插件式自恢复熔断器有RGE系列、RXE系列、RUE系列、RUSR系列等,用于电脑及一般电器。表17-2是RXE系列、RUE系列自恢复熔断器的主要参数。