摘要:本文介绍车用熔断器选型的基本理论依据;根据多年积累的经验和实车验证结果,介绍2种常见负载熔断器的选择方法。
汽车熔断器是汽车电气线路中的重要保护器件,其作用是保护汽车电气线路及用电器不因过流、短路故障而发生损坏,并防止电气线路过热起火。本文不介绍以往文献所经常描述的电阻型负载、脉冲型负载和浪涌型负载等熔断器的选择方法,因前人已对其进行了充分说明。结合笔者多年汽车熔断器的选型经验及实车验证结果,本文介绍2种典型汽车熔断器的选型技巧。
1 熔断器选型的理论依据
熔断器的工作原理是让一小段导电材料在必要时熔断,而使其熔断的最基本理论依据就是物理学上的焦耳定律,即电流通过导体产生的热量跟电流的二次方、导体的电阻、通电的时间成正比,公式如下
q=I2Rt
式中:Q----导体的发热量,J;I----流过导体的电流,A;R----导体的电阻,Ω;t----电流流过导体的持续时间,s。
通常各车用熔断器供应商会提供一项熔断器的技术参数即12t,该数值乘以熔断器自身的电阻值即为使该熔断器熔断所需的能量值。以美国力特熔断器为例,其MINI熔断器的技术参数表见表1。选择10A熔断器,若想使其熔断所需的回路累积能量为93A2s ×7.42mΩ=0.69 J,这一能量值是在常温23℃时使其熔断的能量值,如果环境温度升高,则这一能量值会降低(熔断器熔断能量=环境提供能量+回路电流产生的能量,而使熔断器熔断的能量值是一定的),即熔断器更容易熔断,反之温度降低能量值会增大,熔断器更难熔断。这就是为什么熔断器会有温度衰减系数图,图1描述了不同环境温度与使熔断器熔断的回路电流的线性关系。
以上是车用熔断器选择的核心理论依据。在选择某一回路的熔断器时,需保证当回路负载(不论是电阻型负载、脉冲型负载还是浪涌型负载)正常工作时,其回路电流在熔断器处所产生的累积能量应小于熔断器熔断的能量。当有异常电流产生时(如回路短路、过载),回路电流在熔断器处累积的能量可使熔断器在规定时间内熔断。这就是车用熔断器选择的基本原则,下面介绍几个典型例子。