介绍熔断器在汽车电器设计中的重要性, 以及熔断器的类型、 设计中熔断器的选型计算等。
Abstract: The author introduces the importance of fuse in automotive electrical design, its types and selectioncalculation in design.
在汽车电器设计或其它电器设计中, 设计人员对熔断器的选用设计非常重视。 然而, 据我了解, 由于在熔断器选用方面缺乏专业设计人员,且大多数电器设计人员对熔断器使用知识的了解程度不够, 选型未能实现预定的保护要求, 导致设计出来的熔断器很难满足使用要求, 造成各种电器火灾频发。 据报道, 全世界每年有80%汽车火灾的发生都与车辆熔断器的设计或多或少有些联系, 直接损失达到数亿美元, 且现状惨不忍睹。假如我们合理地使用熔断器保护, 我想发生火灾的可能性会成几何指数减少。 因此, 熔断器设计是整车主动安全设计的前提条件之一, 我们必须认真对待它。
1 熔断器简介
1.1 熔断器的定义
熔断器俗称 “保险”, ICE 127标准中将它定义为:“熔断体 (FUSE-LINK)”。 它是一种安装在电路中, 保证电路安全运行的电器元件。
1.2 熔断器的工作原理
物理学中我们知道, 当电流流过导体时, 导体内部存在一定的电阻, 根据焦耳定律
Q=0.24I2RT
式中: Q———导体的发热量; 0.24———常数;
I———流 过 该 导 体 的 电 流 ; R———导 体 的 电 阻 ;
T———电流流过导体的持续时间。
可知导体会发热, 发热量Q正比于I2和时间T,这就是熔断器的工作原理。
2 熔断器的设计计算
2.1 有关熔断器计算的几个名词
2.1.1 环境温度修正系数
它指的是熔断器的特性与环境温度关系, 如图1所示。 一般来说, 环境温度越高, 环境修正系数越低。 例如: 熔断器在25℃修正系数为100%, 在85 ℃时为91%。 熔断器环境温度与修正系数关系如图2所示。
2.1.2 3种电流模型 (图3)
1) 稳态电流 即流过熔断器的电流不随时间的变化而变化, 其电流值保持一个定值 (图3a)。一般是一些纯电阻负载电流。
2) 脉冲电流 即流过熔断器的电流是一个瞬时脉冲, 过后突然消失 (图3b)。 一般是一些干扰脉冲。
3) 浪涌电流 即流过熔断器的电流开始时电流值很大, 然后回到 稳 态 电 流 ( 图3c)。 一般是电机的启动电流。