保险丝盒的设计原理是什么?
保险丝盒的设计原理主要是通过保险丝来实现对电路的保护。保险丝具有一定电阻,电流通过时会发热。
当产热速度小于散热速度,保险丝不会熔断;产热速度等于散热速度,长时间内也不会熔断;产热速度大于散热速度,热量聚集,温升达到熔点以上保险丝就熔断。
比如在常见的电路中,220V 交流电经电源变压器 T 降压、晶体二极管 VD2 半波整流,电容器 C2 滤波后,输出约 12V 直流电供控制电路工作。其中串接在用户相线 L 回路中的检测电阻器 R1,阻值仅 0.2Ω,通过它的电流是各用电器电流总和。当电流达 3A 时,R1 上电压不足以使单向晶闸管 VS 触发导通,若电流继续增大,如 4A 以上,VS 获得合适触发电压导通,电磁继电器 K 吸合,常开触点 KH 接通交流接触器 KM 电源,由交流接触器常闭触头切断交流供电回路,实现“保险丝”功能。
标准熔断保险丝可能在密封的中空或填充沙的玻璃或陶瓷管中有金属丝。贴片保险丝则不同,多数具有标准贴片元件外观,利用单层或多层陶瓷基底构建,较早设计用环氧玻璃纤维基底。其顶部熔断层用高传导材料,如铜、金及铜锡合金或银钯合金等,这些材料能提高承受浪涌电流能力,但热应力响应不稳定。基底类别不同,熔断层可能是激光打磨的厚膜涂层或化学蚀刻金属层,形状和厚度都有特定设计,电流达到一定水平会在过载一定时间后熔断。
为确保溶断层功能不受干扰,单层贴片结构的溶断层会由漆或环氧树脂覆盖,多层贴片保险丝的熔断结构有基底层保护。
保险丝盒电路是将保险丝、保险丝座、按钮开关和指示灯组合,电路有过载、短路等故障时,保险丝自动熔断切断电路,指示灯提示故障状态,按钮开关可手动控制电路开关。
一款车设计完成后保险丝散热速度确定,其结构确定电阻为定值,产热速度由流过电流决定,这三方面因素保证其作用合理发挥:材料物理特性和几何尺寸一致性由设计制造保证;合理空间和正确安装由配电盒设计制造保证;通过电流合理性由主机厂设计电路保证。
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