保险丝的作用原理及选择

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保险丝介绍

　　保险丝(fuse)也被称为电流保险丝，IEC127标准将它定义为"熔断体(fuse-link)"。其主要是起过载保护作用。电路中正确安置保险丝，保险丝就会在电流异常升高到一定的高度和热度的时候，自身熔断切断电流，保护了电路安全运行。一百多年前由爱迪生发明的保险丝用于保护当时昂贵的白炽灯，随着时代的发展，保险丝保护电力设备不受过电流过热的伤害，避免电子设备因内部故障所引起的严重伤害。

　　定义

　　当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。若电路中正确地安置了保险丝，那么保险丝就会在电流异常升高到一定的高度和热度的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。

　　外形

　　1、条丝状。早期原始型态的保险丝，直接以螺丝锁定，用于各种尺寸的旧式开关、插座。

　　2、片状(裸片状)。比旧式丝状方便使用。

　　3、玻璃管状。有几种不同尺寸，常见于电子产品。

　　6.3 x 32 mm (直径 x 长度)

　　5 x 20 mm

　　4、陶瓷管状。有几种不同形状及尺寸，可避免玻璃爆裂。

　　5、塑胶片状带金属片状接脚：汽车保险丝。

　　6、表面接着元件(SMD)型。

　　7、圆柱体状，插件式：直接焊接于电路板上，用于产品内部。

（图片来源：凯利讯半导体）

　　标志

　　标志大多数保险丝的标记在身上或端盖与标记，指示其评级。但是“芯片类型”保险丝功能很少或没有标记，使识别非常困难。

　　保险丝可能出现类似的显著不同的特性，确定了它们的标记。保险丝标记通常会传达以下信息：

　　安培的保险丝的额定

　　电压等级的保险丝

　　时间 - 电流特性，即速度保险丝

　　批准由国家和国际标准机构

　　制造商 / 产品编号 /系列

　　中断能力

　　作用

　　保险丝总的来讲，有温度保险丝和电流保险丝两大类温度保险丝就是起到温度保护作用的，温度保险丝有高温和低温保护的电流保险丝就是起过流保护的。

　　保险丝也被称为熔断器，IEC127标准将它定义为“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。保险丝的作用是：当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或贵重器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。若电路中正确地安置了保险丝，那么，保险丝就会在电流异常升高到一定的高度和一定的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。

　　保险丝是一种过电流保护器。保险丝主要由熔体和熔管以及外加填料等部分组成。使用时，将保险丝串联于被保护电路中，当被保护电路的电流超过规定值，并经过一定时间后，由熔体自身产生的热量熔断熔体，使电路断开，从而起到保护的作用。

　　以金属导体作为熔体而分断电路的电器，串联于电路中，当过载或短路电流通过熔体时，熔体自身将发热而熔断，从而对电力系统、各种电工设备以及家用电器都起到了一定的保护作用。具有反时延特性，当过载电流小时，熔断时间长;过载电流大时，熔断时间短。因此，在一定过载电流范围内至电流恢复正常，熔断器不会熔断，可以继续使用。熔断器主要由熔体、外壳和支座3 部分组成，其中熔体是控制熔断特性的关键元件。

　　一百多年前由爱迪生发明的保险丝用于保护当时昂贵的白炽灯，随着时代的发展，保险丝保护电子/电力设备不受过电流/过热的伤害，避免电子设备因内部故障所引起的严重伤害。

　　应用

　　【器材】

　　220V、100W灯泡2只，220V、60W灯泡，灯座3只，开关3只，接线柱2只，插头，0.5A保险丝，导线若干。

　　【操作】

　　把上述器材按电路装置成示教板形式。A、B两接线柱间接0.5A保险丝。演示按以下步骤进行：

　　(1)将电路中3只开关全打开，接通220伏电源，此时灯泡L1正常发光，电路工作正常。

　　(2)合上开关K，此时电路处于短路状态，保险丝立即熔断。说明保险丝能在电路短路时起到自动切断电源的作用。

　　(3)断开电源和开关K，在A、B间换接一保险丝。重新接通220伏电源，灯泡L1亮。然后接通开关K1，灯泡L2亮。再接通开关K2，灯泡L2亮，但L2刚一闪亮，保险丝立即熔断，3只灯泡全灭。说明在电路负荷较大时，电路中电流超过了保险丝的熔断电流，保险丝熔断，起到了自动保护的作用。

　　【注意事项】

　　(1)为防止保险丝熔断时飞溅到人身上灼伤皮肤，最好在保险丝外加有机玻璃防护罩。

　　(2)最好在灯泡上加遮光罩，以免光线太强，看不清保险丝烧熔时的情况。

　　工作原理

　　当电流流过导体时，因导体存在一定的电阻，所以导体将会发热。且发热量遵循着这个公式：Q=0.24I2RT;其中Q是发热量，0.24是一个常数，I是流过导体的电流，R是导体的电阻，T是电流流过导体的时间;依此公式我们不难看出保险丝的简单的工作原理了。当制作保险丝的材料及其形状确定了，其电阻R就相对确定了(若不考虑它的电阻温度系数)。当电流流过它时，它就会发热，随着时间的增加其发热量也在增加。

　　电流与电阻的大小确定了产生热量的速度，保险丝的构造与其安装的状况确定了热量耗散的速度，若产生热量的速度小于热量耗散的速度时，保险丝是不会熔断的。若产生热量的速度等于热量耗散的速度时，在相当长的时间内它也不会熔断。若产生热量的速度大于热量耗散的速度时，那么产生的热量就会越来越多。

　　又因为它有一定比热及质量，其热量的增加就表现在温度的升高上，当温度升高到保险丝的熔点以上时保险丝就发生了熔断。这就是保险丝的工作原理。我们从这个原理中应该知道，您在设计制造保险丝时必须认真地研究您所选材料的物理特性，并确保它们有一致几何尺寸。因为这些因素对保险丝能否正常工作起了致关重要的作用。同样，您在使用它的时候，一定要正确地安装它。

　　基本组成

　　一般保险丝由三个部分组成：一是熔体部分，它是保险丝的核心，熔断时起到切断电流的作用，同一类、同一规格保险丝的熔体，材质要相同、几何尺寸要相同、电阻值尽可能地小且要一致，最重要的是熔断特性要一致，家用保险丝常用铅锑合金制成;二是电极部分，通常有两个，它是熔体与电路联接的重要部件，它必须有良好的导电性，不应产生明显的安装接触电阻;三是支架部分，保险丝的熔体一般都纤细柔软的，支架的作用就是将熔体固定并使三个部分成为刚性的整体便于安装、使用，它必须有良好的机械强度、绝缘性、耐热性和阻燃性，在使用中不应产生断裂、变形、燃烧及短路等现象。

（图片来源：凯利讯半导体）

　　灭弧装置

　　电力电路及大功率设备所使用的保险丝，不仅有一般保险丝的三个部分，而且还有灭弧装置，因为这类保险丝所保护的电路不仅工作电流较大，而且当熔体发生熔断时其两端的电压也很高，往往会出现熔体已熔化(熔断)甚至已汽化，但是电流并没有切断，其原因就是在熔断的一瞬间在电压及电流的作用下，保险丝的两电极之间发生拉弧现象。这个灭弧装置必须有很强的绝缘性与很好的导热性，且呈负电性。石英砂就是常用的灭弧材料。

　　熔断装置

　　另外，还有一些保险丝有熔断指示装置，它的作用就是当保险丝动作(熔断)后其本身发生一定的外观变化，易于被维修人员发现，例如：发光、变色、弹出固体指示器等。

　　分类

　　按保护形式分，可分为：过电流保护与过热保护。用于过电流保护的保险丝就是平常说的保险丝(也叫限流保险丝)。用于过热保护的保险丝一般被称为"温度保险丝"。温度保险丝又分为低熔点合金形与感温触发形还有记忆合金形等等(温度保险丝是防止发热电器或易发热电器温度过高而进行保护的，例如：电吹风、电熨斗、电饭锅、电炉、变压器、电动机等等;它响应于用电电器温升的升高，不会理会电路的工作电流大小。其工作原理不同于"限流保险丝")。

　　按使用范围分，可分为：电力保险丝、机床保险丝、电器仪表保险丝(电子保险丝)、汽车保险丝。

　　按体积分，可分为：大型、中型、小型及微型。按额定电压分，可分为：高压保险丝、低压保险丝和安全电压保险丝。

　　按分断能力分，可分为：高、低分断能力保险丝。

　　按形状分，可分为：平头管状保险丝(又可分为内焊保险丝与外焊保险丝)、尖头管状保险丝、铡刀式保险丝、螺旋式保险丝、插片式保险丝、平板式保险丝、裹敷式保险丝、贴片式保险丝。

　　按熔断速度分，可分为：特慢速保险丝(一般用TT表示)、慢速保险丝(一般用T表示)、中速保险丝(一般用M表示)、快速保险丝(一般用F表示)、特快速保险丝(一般用FF表示)。

　　按标准分，可分为：欧规保险丝、美规保险丝、日规保险丝。

　　按类型分，可分为：电流保险丝(贴片保险丝、微型保险丝、插片保险丝、管状保险丝)，温度保险丝(RH[方块型]、RP[电阻型]、RY[金属壳])，自恢复保险丝(插件、叠片、贴片)。

　　按尺寸可分为：贴片型0603，0805，1206，1210，1812，2016，2920;非贴片型Φ2.4×7，Φ3×7，Φ3.6×10，Φ4.5×15，Φ5.0×20，Φ5.16×20，Φ6×25，Φ6×30，Φ6×32，Φ8.5×8，Φ8.5×8×4，Φ10×38，Φ14×51。

　　自复保险丝

　　零功率电阻低：自复保险丝自身阻抗较低，正常工作时功率损耗小，表面温度低。

　　过流保护速度快：自复保险丝由于自身材料特性，过流状态响应速度比其它过流保护装置快得多。

　　自锁运行：自复保险丝在过流保护状态，以极小的电流锁定在高阻状态，只有切断电源或过电流消失后，才会恢复低阻状态。

　　自动复位：自复保险丝在起到过流保护作用后(故障排除)自行复位，无需进行拆换。

　　耐大电流：自复保险丝有极好的耐大电流能力，有的规格可承受100A电流冲击。

　　应用：PPTC的应用范围很广，可以用在各种电子产品、通讯产品、电源供应器等。

　　其他类型

　　可恢复式保险丝

　　自恢复保险丝或过流保护片。

　　温度保险片

　　温度保险片当温度超过一定的安全温度后会变形导致断电，温度回复即可复原。

　　温度保险丝

　　温度保险丝(Thermal cutoff)常见于现今的电热类装置之中，当温度超过一定的安全温度后会熔断。

　　具有温度保险丝的装置例如：电锅、电热器、咖啡机、吹风机等。

　　温度保险丝的规格中虽也有容许电流一项，但要注意的是：温度保险丝并没有与电流保险丝一样的电流保护作用，不可混淆。

　　汽车保险丝

　　汽车保险丝是电流保险丝的一种，当电路电流超过保险丝额定电流的2倍时就会在几秒内熔断，起到电路保护的作用。常用于汽车电路过流保护，也用于工业设备的过流保护。

（图片来源：凯利讯半导体）

　　插片式保险丝

　　插片式保险丝可分为：超小号插片保险丝、小号汽车保险丝、中号汽车保险丝、大号汽车保险丝。

　　额定电流有1-40安培(A)到大号30-120安培(A)，额定电压32伏特(V)。

　　叉栓式保险丝

　　叉栓式保险丝可分为：小号叉栓式保险丝、大号叉栓式保险丝。额定电流有30-150安培(A)到大号40-800安培(A)，额定电压32/125伏特(V)。

　　汽车玻璃管保险丝

　　汽车玻璃管保险丝可分为：6.35×30mm玻璃管保险丝、6.35×31.75mm玻璃管保险丝、10×38mm玻璃管保险丝。

　　额定电流有0.5-20安培(A)到10×38mm20-80安培(A)，额定电压32伏特(V)。

　　汽车在使用过程中，若有电器设备不工作，则可能是保险丝烧毁导致，需及时更换。

　　方法为：1、关闭点火开关，打开保险丝盒盖。2、更换保险丝。

　　注意事项：

　　(1)需按照保险丝盒盖上注明的额定电流值更换保险丝，不要改用比额定电流高的保险丝。

　　(2)如果新保险丝又立刻熔断，则说明，电路系统可能存在故障，应尽快检修。

　　(3)在没有备用保险丝情况下。紧急时，可以更换对驾驶及安全没有影响的其他设备上的保险丝代替。

　　(4)如果不能找到具有相同电流负荷的保险丝，则可采用比原保险丝额定电流低的代替。

（图片来源：凯利讯半导体）

　　选择保险丝的10个要素

　　1.额定电流——In保险丝的额定电流是指它的公称额定电流，通常就是电路能够长期工作的最大电流值。正确选择保险丝的额定电流应注意下列几方面。

　　(1)要考虑保险丝的折减率。例如设电路的工作电流= 1.5A,对于IEC规格的保险丝，不考虑折减率要求，有额定电流In= Ir= 1.5A;对于UL规格的保险丝则必须考虑折减率f0，有In= Ir/ f0=1.5/0.75 =2A，这里f0取0.75。

　　(2)如果客定电流不是通用的，应该选最邻近的较高值。

　　(3)保险丝的额定电流只是它的标称值，而选择它的实际动作时间和动作速度等时必须仔细查看它的熔断特性，然后才有可能准确地选好保险丝的额定电流。

　　(4)直接将要求熔断的电流值作为所选用保险丝的额定电流值是错误的选择方法。

　　2.额定电压——U

　　保险丝的额定电压是指它的公称电压，通常就是保险丝断开后能够承受的最大电压值。

　　保险丝通电时两端所承受的电压大大小于额定电压，因此额外负担定电压基本上无关紧要。在正确选择保险丝的额定电压时，应考虑下列几方面。

　　(1)额定电压应该等于或大于电路电压。例如，250V的保险丝可以用于125V的电路。

　　(2)在低电压的电子电路中，交流保险丝可以用于直流电路。

　　(3)关于保险丝的额定电压主要应考虑：当电路电压不超过熔断品额定电压时，保险丝是否有能力分断给出的最大电流。

（图片来源：凯利讯半导体）

　　3.环境温度

　　环境温度或已知的工作温度对保险丝的动作有直接影响。环境温度越高，保险丝在工作时就越热，寿命也就越短。不管是UL规格还是IEC规格，保险丝的各项技术要求都是在室温25 C条件下制订的。如环境或工作温度较高，则要考虑保险丝的温度折减率。

　　4.电压降/冷电阻——Ud/R

　　一般情况下，保险丝的电阻值与它的额定电流值成反比。在保护电路中要求保险丝的阻值越小越好，这样它的损耗功率也小。因此在保险丝参数中规定了它的最大电压降值。

　　保险丝的电压降是通以直流额定电流，使保险丝达到热平衡后所得的电压读数。

　　保险丝的冷电阻是在小于额定电流10%的条件下测得的电阻读数。

　　保险丝的电压降和冷电阻可以互相换算。

　　法输出工作电流。

　　5.时间 – 电流特性——I–T特性或安 – 秒特性

　　当流经保险丝的电流超过额定电流时，熔体渡逐渐上升，以至最后熔断，这就是过载状态引起的后果。

　　保险丝要有一定的过载能力，具体为：

　　UL规范保险丝的最大熔断电流是110%In;

　　IEC规范保险丝的最大不熔断电流是150%In或120%In。

　　同时也要求保险丝在超过限量的过载电流时能及时烧断，其中：

　　UL规范的保险丝的最小熔断电流在130%In左右。

　　IEC规范的保险丝的最小熔断电流在180In%左右。

　　时间/电流特性是保险丝最主要的电性能指标，它表明了保险丝在不同过载电流负载下熔断的时间范围。

　　时间/电流特性曲线很好地描绘了保险丝的过载性能。每一种型规格保险丝的熔断特性都可以用一条连续的曲线表示，曲线上的每一个点都能对应到横坐标上的负载电流值和纵坐标上的熔断时间。这是选用保险丝时最重要的依据。

　　通常规定用曲线中的几个关键点来考核保险丝的过载性能。在大多数保险丝的产品样本中都有熔断特性表，具体规定了保险丝在某些测试电流下的熔断时间范围，这是验收保险丝时最主要的依据。UL规范的保险丝规定了110%In、135In%和200%In等测试点;IEC规范的保险丝规定了150%(120%In、210%(200%)In、275%In、400%In和1000%In等测试点。

　　根据IEC 127，提供直流电来确定保险丝的熔断时间，由此可以得出时间 – 电流曲线。如果提供交流点则熔断时间将有变化，特别是当保险丝在一个很短时间内熔断的时候，它将随着闭合电路时交流正弦波的相位角的变化而变化。

　　不同类型的保险丝具有不同形状的特性曲线，同一类型的保险丝具有相似形状的特性曲线。

　　根据熔断特性不同，可以把保险丝分为快速型和延时型等到。快速保险丝常用在阻性电路中，保护一些对电流变动特别敏感的元器件;延时保险丝常用在电路状态变化时有较大浪涌电流的感/容性电路中，它能承受开关机时浪涌脉冲的冲击，而真正出现故障时仍能较快地断开电路。

（图片来源：凯利讯半导体）

　　6.分断能力——Ir

　　当流经保险丝的电流相当大甚至短路的时候，仍要求保险丝能安全分断电路，且不带来任何破坏性。

　　分断能力是保险丝最主要的安全指标。它表示规定电压下保险丝能安全切断的最大电流。分断能力也称为最大分断能力、短路分断能力或最大分断电流。

　　保险丝的分断能力取决于保险丝的结构和所用的材质。一般来说，大部分低分断能力保险丝都是玻璃壳体的;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的颗粒状石英材料。

　　当过载电流不超过最大分断电流时，保险丝不能出现破碎、爆炸、喷溅，以及引起周围人身和其他元器件燃煤、破坏等的不安全现象。

　　额定分断能力(在UL文件里)与保险丝的额定电流和负载电压直接有关。额定电流越大，分断能力也越大;负载电压增高，分断能力将下降。

　　UL 198-G规格的分断能力：在交流125V条件下，保险丝必须能切断10000A的电流，在交流250V条件下，保险丝必须能切断的电流如下表所示。

　　小规格保险丝的电压降对低压电路的影响较大，务必注意!在极端情况下它会使电路无法输出工作电流。

　　250V条件下保险丝的额定分断能力

　　IEC 127规定了在交流250 V条件下的分断能力：低分断能力保险丝(LBC)必须通过35 A或10In中的最大者;高分断能力保险丝(HBC)必须通过1500 A;增强分断能力保险丝(MBC)必须通过150 A。

　　按照常规，当被保护系统是直接连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，选用低分断能力保险丝就足可以了。

　　7.熔化热能值——It

　　1)瞬时电流和脉冲

　　内部瞬时电流来源于被保护电路中的容性和感性储能元件的开关操作。外部瞬时电流是指来源于外部像浪涌一样注入系统的、持续时间很短的冲入电流。

　　持续时间少于10ms的瞬时电流被称为脉冲电流，脉冲是有害的，它可能损害保险丝并造成保险丝失效。

　　在大多数情况中，延时保险丝最适用于带有脉冲的电路保护。

　　2)It值

　　It值是直接测定熔断保险丝所需的能量值，并有

　　总量It(清除It)=熔化It+ 飞孤It

　　这里，清除It是指保险丝彻底断开过程中的全部热能;熔化It(相当于IEC标准中的预飞孤It)是指从熔体熔化到飞孤开始瞬间所需要的能量;飞孤时间是指飞孤开始瞬间到飞孤最终熄灭的时间。对低压保险丝来说，飞孤时间是非常短的，通常被忽略。

（图片来源：凯利讯半导体）

　　8.耐久性——寿命

　　保险丝的寿命是很长的，在无故障的情况下几乎与设备的寿命是可以同步的。

　　测试IEC规格的小型保险丝寿命的方法：在直流电源条件下，以1.20In(或1.05In)电流通导1h，断开幕15min，连续100个周期，最后再以1.5 In(或1.05In)电流通1h,期间不能有熔断或其他导常现象。

　　在正常条件下保险丝的储存期不少于两年，到期经复检合格后可再行储存。

　　9.结构特征和安装形式

　　1)结构特征

　　(1)管状玻璃管——低分断能力，陶瓷管——高分断能力;填充细粒石英沙——用于灭孤，玻璃管变色——熔断指示;内焊式与外焊式;加引线套帽——用于焊接(有时需先将引线成型)……

　　(2)微型电阻式、晶体管式、薄膜式……

　　(3)其他插片式、螺栓式、密封式、报警式……

　　(4)熔体结构圆丝、扁丝、单丝、双丝、复合丝、直线状、波浪状、锯齿状;片状熔体(带一个或多个瓶颈部份)……

　　(5)组合式熔体熔丝缠绕，加锡球，加金属片、电阻等。

　　2)安装形式

　　(1)面板安装保险丝盒、保险丝插坐……

　　(2)底板安装保险丝夹、保险丝夹坐……

　　(3)印刷线路板安装插件安装(波峰焊)：径向引线、轴向引线……表面安装(红外焊)：传统式、薄片式……有时需要在管外加热缩套管，使保险丝与周围元件绝缘。

　　(4)悬挂式安装保险丝套。

　　10.安全认证

　　保险丝的安全认证及其要求将在第五部分详细论述。

　　相关说明

　　1.正常工作电流在25℃条件下运行，保险丝[2]的电流额定值通常要减少25%以避免有害熔断。大多数传统的保险丝其采用的材料具有较低的熔化温度。因此，该种保险丝对环境温度的变化比较敏感。例如一个电流额定值为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。

　　2.电压额定值保险丝的电压额定值必须等于或大于有效的电路电压。一般标准电压额定值系列为32V、125V、250V、600V。

　　3.电阻保险丝的电阻在整个电路中并不重要。由于安培数小于1的保险丝电阻只有几个欧姆，所以在低压电路中采用保险丝时应考虑这个问题。大部分的保险丝是用温度系数为正的材料制造的，因此，就有冷电阻和热电阻之分。

　　4.环境温度保险丝的电流承载能力，其实验是在25℃环境温度条件下进行的，这种实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会延长保险丝的寿命。

　　5.熔断额定容量也称为致断容量。熔断额定容量是保险丝在额定电压下能够确实熔断的最大许可电流。短路时，保险丝中会多次通过比正常工作电流大的瞬时过载电流。安全运行要求保险丝保持完整的状态(无爆裂或断裂)并消除短路。

　　智能

　　对于大多数采用电感的非同步整流升压型开关变换器，其输入和输出之间都存在一条直流通路，如图1所示。该通路的存在会造成两种不良后果：其一，一旦输出短路或严重过载时间超出几百毫秒将导致二极管(通常为肖特基二极管)过热损坏;其二，当由于某种原因，比如人为关闭，使开关振荡电路停止工作，负载端仍然有电压存在，只是比输入端低一个二极管的管压降而已，这时输出仍会消耗能量。除此之外，如果该残存电压低于负载稳态工作电压范围，将使电路处于不确定状态。

　　对于输出电流相对较小的应用场合(小于5A)，利用单片电流模式控制器和高端电流取样技术，上述两个问题都可以很好地解决。在这些电路中，二极管被一同步整流开关三极管取代，因此通过关闭内部开关三极管就可把输入输出通路截断，这样一来，负载端对输入端来说就呈高阻状态，而这正是所希望的结果。在正常工作状态，电路内部的高端取样电阻对负载电流周期性地进行采样，因此避免了因过流导致灾难性后果出现。因此，内部过热保护电路为变换器提供了安全工作区(SAO)。

　　其中MAX668是一个开关控制器，由它完成升压功能。电流反馈型升压控制器(MAX668)驱动低端逻辑电平N沟道增强型MOSFET，该开关管通过低端电流取样电阻到地。高端开关是一肖特基二极管，选择它主要是它具有低的正向导通压降。由图可见，升压变换器的拓扑基本结构未被破坏。本应用中，MAX668把3.3V电压变为5V，负载电流可达3A。

　　其中P沟道增强型MOSFET——Q1是实现负载断路的关键元件。当MAX668在关闭模式时，二极管D1仍然导通，使得MAX810L的电源端的电压为3.3V减去二极管D1的管压降。由于MAX810L的复位门槛电平为4.65V，因此其RESET端输出为高电平，迫使Q1关断，从而使负载与输入电源断开。MAX668通过外部反馈电阻网络设定5V输出电压。当输出电压超MAX810L的复位门槛电平时，其内部单稳电路开始工作并延时约240ms。之后，MAX810L的输出变低，使Q1导通。

　　Q1导通之后，MAX810L一直监测输出电压以确定输出是否过流。过载将会导致输出电压下降，当它低于MAX810L门槛电平时，MAX810L的输出经过20μs的延迟后由高变低，从而关断Q1并使负载断开。由于MAX668的升压作用，MAX810电源端电压又会高于其门槛电平，240ms的复位延迟时间后，MAX810L输出再次由高变低，开通Q1并自动再次连通负载。上述过程会一直周期性重复下去，除非移去多余负载或将MAX668关闭使其停止工作。因此MAX810L和开关Q1一起构成了一个固态开关(电子保险丝)。

　　MAX810L(微功耗器件)具有非平衡推挽输出级。当对外输出电流时，它等效于一个6kΩ电阻;当从外汲取电流时，它等效于一个125Ω的电阻。当导通或关断Q1时，由于MAX810L的电阻阻止了Q1的密勒电容和栅源电容快速充放电，因此使开关瞬态过程得以减慢。假定Q1总的等效电容为5000pF时，则MAX810汲取电流时(等效于125Ω电阻)大电流三极管的RC电路的时间常数约为0.6μs。整个导通过程电压瞬态响应时间大约为10RC=6μs。完全关断同样开关Q1的时间大约是完全导通时间的48倍。

　　当外部负载或C2在启动瞬间要汲取较大电流时，快速导通Q1可能使MAX810输入电压低于其复位门槛电压从而导致复位出现，因此在图2基础上再增加一RC网络以减缓其开通过程，合适地选择R、C可使负载连接过程延续到几个MAX668开关工作周期，使MAX668的输出电压一直高于MAX810的复位门槛电压。假如R、C使Q1的导通时间延长，同时也延长了关断时间。因此需要在电阻上并联一肖特基二极管，以加速当负载过载时关闭Q1的进程。

　　为了获得增强型通道及较低的导通电阻，上述电路均需要采用逻辑电平控制的P沟道MOSFET，如果Q1的导通电阻值较大且在其两端产生较大的压降(特别是低输出电压应用场合或负载离电源的距离较远时)，则应该从Q1漏极端反馈电压调节输出。设计电路时，必须最小化寄生参数同时仔细考虑电路布局。利用一个SOT23封装的低电压模拟开关(MAX4544)可实现上述远端调节，该开关受控于MAX810L的输出，如图4所示。

　　根据MAX4544产品参数，其最低工作电压为2.7V。由于输入电压为3.3V，而肖特基的正向管压降为0.3V，因此即使该升压变换处于关闭模式，MAX4544(及MAX810)也处于工作状态。此时，MAX810输出高电平，MAX4544的公共端COM与其常开端NO(Q1的源极)相连。当MAX668使能时，与MAX4544公共端相连的电阻网络为MAX668提供反馈电压。由于5V电压时MAX4544的导通电阻最大可达60Ω，因此为了得到最小输出电压误差，反馈电阻的取值应该很大。由于3V工作电压时，MAX4544的导通电阻仅为120Ω，因此开关MAX4544引入的误差电压很小，即使低输出电压也是如此。

　　当使能升压变换器，且其输出电压超过MAX810的复位门槛电平并经过复位延迟后，MAX810的输出将由高变低，使Q1导通，连通负载。同时，MAX810输出的低电平使MAX4544的COM端与NC端(常闭端)接通，使得反馈电阻由Q1的源极切换至Q1的漏极，从而允许从远离变换器的负载端对输出电压进行调节。

　　上述MAX4544的开关过程也把MAX810的输入端从Q1的源极切换到Q1的漏极，这样一来，MAX810可以用来监测负载是否过载。

　　高压保险

　　高压熔丝在高压电塔与电线杆上，经常使用兼具启断开关功能的熔丝链开关 (Fuse Cutout)，作为输配电系统的过电流或短路保护。

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